電容式液位傳感器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種電容式液位傳感器，其特征是包括至少4根管徑不同的金屬管、絕緣底座、絕緣上蓋，所述金屬管豎直布置，同軸套裝，它們的下端共同固定連接絕緣底座，上端共同固定連接絕緣上蓋，相鄰金屬管之間有間隙；所有金屬管劃分為兩組，作為電容器的一對(duì)極板，同組的金屬管彼此電連接，構(gòu)成一個(gè)容量較大的并聯(lián)電容器，當(dāng)液位變化時(shí)，電容量的變化值也大，因而靈敏度高，能真實(shí)、準(zhǔn)確地反映液位變化，提高液位檢測(cè)精度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】電容式液位傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及液位傳感器，尤其涉及一種電容式液位傳感器，
[0002]用于檢測(cè)例如液化天然氣之類(lèi)的液體介質(zhì)的液位。
【背景技術(shù)】
[0003]常規(guī)液位傳感器主要用于各種液體的液位遠(yuǎn)距離連續(xù)測(cè)量和指示，對(duì)于比重大的液體可以采用靜壓式液位測(cè)量法即可完成準(zhǔn)確的測(cè)量。但對(duì)于比重小的液體如液氫、液化天然氣，差壓液位計(jì)的精度就顯得不夠了，一種比較好的選擇就是電容液位計(jì)。
[0004]傳統(tǒng)的電容液位計(jì)結(jié)構(gòu)是:將一根金屬管和一根金屬棒豎直布置，同軸套裝，作為電容器的兩個(gè)極板，它們的兩端分別與底座、上蓋固定連接，在金屬管和金屬棒之間形成一個(gè)定容空間，被測(cè)液體可進(jìn)入該空間，空間中就充有兩種介質(zhì)，下部是被測(cè)液體，上部是空氣，當(dāng)液位發(fā)生升降變化時(shí)，由于被測(cè)液體、空氣的介電系數(shù)不同，電容器的容量也就隨之變化，因此，可通過(guò)電容量來(lái)表征液位。但是液化氣體的介電系數(shù)都很小，例如液氧的ε 0=1.482，液氮的ε N =1.432，液氫的εΗ=1.224，以致傳感器的電容變化量非常小，傳感器的靈敏度很低，對(duì)測(cè)量裝置后序元件的分辨率要求太高，一般測(cè)量裝置難于實(shí)現(xiàn)，測(cè)量精度很低，致使測(cè)量數(shù)據(jù)不能真實(shí)、準(zhǔn)確地反映液位變化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的，是克服現(xiàn)有電容液位計(jì)的缺點(diǎn)，提供一種高靈敏度的電容式液位計(jì)，它的電容量很大，當(dāng)液位變化時(shí)，電容量的變化值也很大，因而靈敏度高，能真實(shí)、準(zhǔn)確地反映液位變化，提高液位檢測(cè)精度。
[0006]本實(shí)用新型的一種技術(shù)方案是:
[0007]—種電容式液位傳感器，其特征在于，包括至少4根管徑不同的金屬管、絕緣底座、絕緣上蓋，所述金屬管豎直布置，同軸套裝，它們的下端共同固定連接絕緣底座，上端共同固定連接絕緣上蓋，相鄰金屬管之間有間隙；所有金屬管劃分為兩組，作為電容器的一對(duì)極板，同組的金屬管彼此電連接，構(gòu)成一個(gè)并聯(lián)電容器，該并聯(lián)電容器具有引出電線(xiàn)；所述絕緣底座或金屬管下段開(kāi)有與各管間間隙相對(duì)應(yīng)的進(jìn)液孔，所述絕緣上蓋或金屬管上段開(kāi)有與各管間間隙相對(duì)應(yīng)的排氣孔。
[0008]所述金屬管的分組方案是，所有金屬管相間劃分為兩組，作為電容器的一對(duì)極板，同組的金屬管彼此電連接，構(gòu)成一個(gè)并聯(lián)電容器；該并聯(lián)電容器的一極接地(殼)，另一極通過(guò)引出電線(xiàn)引出?；?br> [0009]所有金屬管按由外向內(nèi)或由內(nèi)向外的順序每?jī)筛鳛殡娙萜鞯囊粚?duì)極板，形成多個(gè)電容器，這些電容器的同極性極板彼此電連接，構(gòu)成一個(gè)并聯(lián)電容器；當(dāng)金屬管的數(shù)量為奇數(shù)時(shí)，分組剩余的一根金屬管并入并聯(lián)電容器的任意一極；該并聯(lián)電容器的一極接地(殼)，另一極通過(guò)引出電線(xiàn)引出。
[0010]所述底座由基座底座絕緣套、內(nèi)管下端定位套組合構(gòu)成，所述進(jìn)液孔開(kāi)在基座上。[0011]所述上蓋由芯管套、內(nèi)管上端定位套、絕緣帽、外、管上端固定套、鎖緊螺柱組合構(gòu) 成，所述外管上端固定套具有與鎖緊螺柱適配的內(nèi)螺紋。
[0012]所述排氣孔開(kāi)在上蓋上，該排氣孔貫穿芯管套、內(nèi)管上端定位套、絕緣帽、鎖緊螺 柱，使各管間間隙與外部空間相通。
[0013]所述排氣孔開(kāi)在金屬管的上段，使所有管間間隙成連通器結(jié)構(gòu)，并與外部空間相 通。
[0014]位于套裝中心的金屬管也可是金屬棒。
[0015]所述金屬管的內(nèi)、外壁上涂覆有絕緣層。
[0016]本實(shí)用新型的另一種方案是:
[0017]一種電容式液位傳感器，包括至少4根管徑不同的的金屬管、絕緣底座、絕緣上 蓋，所述金屬管豎直布置，同軸套裝，它們的下端共同固定連接絕緣底座，上端共同固定連 接絕緣上蓋，相鄰金屬管之間有間隙，所述絕緣底座上開(kāi)有與各管間間隙相對(duì)應(yīng)的進(jìn)液孔， 所述絕緣上蓋或金屬管上段開(kāi)有與各管間間隙相對(duì)應(yīng)的排氣孔，其特征在于，所述金屬管 中有一根內(nèi)套管為分瓣結(jié)構(gòu)，瓣與瓣之間彼此絕緣，每一瓣都作為電容器的一個(gè)極板，每一 極板上都設(shè)有一根引出電線(xiàn)，所有引出電線(xiàn)的端頭并聯(lián)，其余金屬管彼此電連接，作為電容 器的另一個(gè)極板，構(gòu)成一個(gè)并聯(lián)電容器。
[0018]所述分瓣的內(nèi)套管在周向上對(duì)分為2瓣或等分為3瓣。
[0019]所述底座由基座、絕緣套、內(nèi)管下端定位套組合構(gòu)成，所述進(jìn)液孔開(kāi)在基座上。
[0020]所述上蓋由芯管套、內(nèi)管上端定位套、絕緣帽、外管上端固定套、鎖緊螺柱組合構(gòu) 成，所述外管上端固定套具有與鎖緊螺柱適配的內(nèi)螺紋。
[0021]所述排氣孔開(kāi)在上蓋上，該排氣孔貫穿芯管套、內(nèi)管上端定位套、絕緣帽、鎖緊螺 柱，使各管間間隙與外部空間相通。
[0022]所述排氣孔開(kāi)在金屬管的上段，使所有管間間隙成連通器結(jié)構(gòu)，并與外部空間相 通。
[0023]位于套裝中心的金屬管也可是金屬棒。
[0024]本實(shí)用新型的有益效果:由于采用多管套裝結(jié)構(gòu)，形成的并聯(lián)電容器的極板面積 增大，極板間的距離縮小，電容量成倍增大，當(dāng)液位變化時(shí)，電容量的變化值也大，因而靈敏 度高，用常規(guī)分辨率的測(cè)量裝置即能真實(shí)、準(zhǔn)確地反映液位變化，提高液位檢測(cè)精度。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)圖
[0026]圖2是圖1的橫截面圖
[0027]圖3是本實(shí)用新型的另一種結(jié)構(gòu)的一種橫截面圖
[0028]圖4是本實(shí)用新型的另一種結(jié)構(gòu)的再一種橫截面圖
[0029]圖5是傳感器中液位示意圖
[0030]圖中代號(hào)含義:
[0031]I一基座，2—絕緣套，3—軸芯管(棒)，4一外管，5—小內(nèi)管，6—大內(nèi)管，7—絕緣 帽，8—鎖緊螺柱，9 一外管上端定位套，10—電纜密封套，11一電纜，12—電纜芯線(xiàn)，13—進(jìn) 液孔，14 一排氣孔?！揪唧w實(shí)施方式】
[0032]下面以?xún)蓚€(gè)實(shí)例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型。
[0033]實(shí)施例1
[0034]參見(jiàn)圖1、圖2:本例中，共用4根管徑不同的金屬管豎直布置，同軸套裝，即外管
4、大內(nèi)管6、小內(nèi)管5，軸芯管3 (該軸芯管也可用金屬棒)，它們的下端通過(guò)絕緣套2彼此隔離絕緣，絕緣套2固定在基座I上，其中，外管4直接與基座I焊接連接；它們的上端通過(guò)絕緣帽7彼此隔離絕緣，其中，外管4直接與外管上端定位套9焊接連接，絕緣帽7在外管上端定位套9內(nèi)，該外管上端定位套9具有內(nèi)螺紋，由鎖緊螺柱8將絕緣帽7即所有內(nèi)管鎖緊固定；相鄰金屬管之間有間隙；所有金屬管劃分為兩組，同組的金屬管彼此電連接，作為電容器的兩個(gè)極板，構(gòu)成一個(gè)并聯(lián)電容器，使用時(shí)，由恒壓直流電源(圖中未示出)通過(guò)引出電纜11的芯線(xiàn)12連接該并聯(lián)電容器的極板，施加激勵(lì)電壓，使之具有電容。
[0035]金屬管的分組方案有如下兩種:
[0036]1、所有金屬管相間劃分為兩組，作為電容器的一對(duì)極板，同組的金屬管彼此電連接，構(gòu)成一個(gè)并聯(lián)電容器；該并聯(lián)電容器外管所在的一極接地(殼)，另一極通過(guò)引出電纜芯線(xiàn)12引出。
[0037]2、所有金屬管按由外向內(nèi)或由內(nèi)向外的順序每?jī)筛鳛殡娙萜鞯囊粚?duì)極板，形成多個(gè)電容器，這些電容器的同極性極板彼此電連接，構(gòu)成一個(gè)并聯(lián)電容器；當(dāng)金屬管的數(shù)量為奇數(shù)時(shí)，分組剩余的一根金屬管并入并聯(lián)電容器的任意一極；該并聯(lián)電容器的一極接地(殼)，另一極通過(guò)引出電纜芯線(xiàn)12引出。分組時(shí)，最好將外管和芯管分在同一極性，并接地。
[0038]上述金屬管最好選用優(yōu)質(zhì)不銹鋼管，以適應(yīng)腐蝕性液體介質(zhì)。在選擇金屬管的管徑時(shí)，最好使各管間間隙的距離一致。
[0039]在基座1、絕緣套2上開(kāi)有分別通往各個(gè)管間間隙的進(jìn)液孔13。該進(jìn)液孔13也可開(kāi)在金屬管的下段，使所有管間間隙成連通器結(jié)構(gòu)，并與外部液體介質(zhì)相通。
[0040]所述上蓋由上蓋絕緣套7、鎖緊螺柱8、外管上端定位套9組合構(gòu)成，外管上端固定套9的內(nèi)柱面上具有與鎖緊螺柱8適配的內(nèi)螺紋，傳感器裝配時(shí)，旋緊鎖緊螺柱8，使上蓋的各個(gè)零件與金屬管緊密固定，外管上端固定套9還開(kāi)有引出電纜11的穿出孔，孔中設(shè)有電纜密封套10。
[0041]本傳感器開(kāi)有排氣孔14，當(dāng)傳感器中液位上升時(shí)，上部空間中的空氣隨之排出傳感器外，以避免空氣形成阻力，影響液位自由上升造成測(cè)量誤差。該排氣孔14可以開(kāi)在上蓋上，貫穿蓋絕緣套7、鎖緊螺柱8，使各管間間隙與外部空間相通。該排氣孔14也可開(kāi)在金屬管的上段，使所有管間間隙成連通器結(jié)構(gòu)，并與外部空間相通。
[0042]實(shí)施例2
[0043]參見(jiàn)圖1、圖3、圖4:與實(shí)施例1的區(qū)別是，傳感器中的一根內(nèi)管(本例選擇次外層的大內(nèi)管6)，是分瓣結(jié)構(gòu)，在圓周方向上對(duì)分為兩瓣，如圖3所示，或在圓周方向上等分為3瓣，如圖4所示。瓣與瓣之間彼此絕緣，每一瓣都作為電容器的一個(gè)極板，每一極板上都設(shè)有一根引出電線(xiàn)，所有引出電線(xiàn)的端頭并聯(lián)，其余金屬管彼此電連接，作為電容器的另一個(gè)極板，并接地(殼)，構(gòu)成一個(gè)并聯(lián)電容器。
[0044]其余與實(shí)施例1相同。[0045]本傳感器的使用狀態(tài)參見(jiàn)圖5:當(dāng)液位發(fā)生升降變化時(shí)，由于被測(cè)液體與空氣的 介電系數(shù)不同，電容器的容量也就隨之變化，這樣，通過(guò)檢測(cè)電容器的電容量，即可得知相 應(yīng)的液位高度。由于本電容器的容量大，當(dāng)液位發(fā)生升降變化時(shí)，電容變化量也大，故傳感 器的靈敏度高，用常規(guī)分辨率的測(cè)量裝置即能真實(shí)、準(zhǔn)確地反映液位變化，提高液位檢測(cè)精度。
[0046]在上述實(shí)施例中，還可在金屬管的內(nèi)外壁上涂覆絕緣層，使傳感器不僅可用于絕 緣性液體介質(zhì)，也可用于非絕緣性液體介質(zhì)。
[0047]上述實(shí)施例是為了說(shuō)明本實(shí)用新型，而不是限制本實(shí)用新型，依照本實(shí)用新型的 發(fā)明思路所做的任何改進(jìn)，例如在本實(shí)施例的基礎(chǔ)上增加套裝金屬管的數(shù)量或分瓣金屬管 的分瓣數(shù)量，都在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電容式液位傳感器，其特征在于，包括至少4根管徑不同的金屬管、絕緣底座、 絕緣上蓋，所述金屬管豎直布置，同軸套裝，它們的下端共同固定連接絕緣底座，上端共同 固定連接絕緣上蓋，相鄰金屬管之間有間隙；所有金屬管劃分為兩組，作為電容器的一對(duì)極 板，同組的金屬管彼此電連接，構(gòu)成一個(gè)并聯(lián)電容器，該并聯(lián)電容器具有引出電線(xiàn)；所述絕 緣底座或金屬管下段開(kāi)有與各管間間隙相對(duì)應(yīng)的進(jìn)液孔，所述絕緣上蓋或金屬管上段開(kāi)有 與各管間間隙相對(duì)應(yīng)的排氣孔。
2.如權(quán)利要求1所述的電容式液位傳感器，其特征在于，所述金屬管的分組方案是，所 有金屬管相間劃分為兩組，作為電容器的一對(duì)極板，同組的金屬管彼此電連接，構(gòu)成一個(gè)并 聯(lián)電容器；該并聯(lián)電容器的一極接殼、另一極通過(guò)引出電線(xiàn)引出；或所有金屬管按由外向內(nèi)或由內(nèi)向外的順序每?jī)筛鳛殡娙萜鞯囊粚?duì)極板，形成多個(gè)電 容器，這些電容器的同極性極板彼此電連接，構(gòu)成一個(gè)并聯(lián)電容器；當(dāng)金屬管的數(shù)量為奇數(shù) 時(shí)，分組剩余的一根金屬管并入并聯(lián)電容器的任意一極；該并聯(lián)電容器的一極接殼、另一極 通過(guò)引出電線(xiàn)引出。
3.如權(quán)利要求1所述的電容式液位傳感器，其特征在于，所述底座由基座底座絕緣套、 內(nèi)管下端定位套組合構(gòu)成，所述進(jìn)液孔開(kāi)在基座上。
4.如權(quán)利要求1所述的電容式液位傳感器，其特征在于，所述上蓋由芯管套、內(nèi)管上端 定位套、絕緣帽、外管上端固定套、鎖緊螺柱組合構(gòu)成，所述外管上端固定套具有與鎖緊螺 柱適配的內(nèi)螺紋。
5.如權(quán)利要求4所述的電容式液位傳感器，其特征在于，所述排氣孔開(kāi)在上蓋上，該排 氣孔貫穿芯管套、內(nèi)管上端定位套、絕緣帽、鎖緊螺柱，使各管間間隙與外部空間相通。
6.如權(quán)利要求4所述的電容式液位傳感器,其特征在于,所述排氣孔開(kāi)在金屬管的上 段，使所有管間間隙成連通器結(jié)構(gòu)，并與外部空間相通。
7.如權(quán)利要求1所述的電容式液位傳感器，其特征在于，位于套裝中心的金屬管也可 是金屬棒。
8.如權(quán)利要求1所述的電容式液位傳感器，其特征在于，所述金屬管的內(nèi)、外壁上涂覆有絕緣層。
9.一種電容式液位傳感器，包括至少4根管徑不同的的金屬管、絕緣底座、絕緣上蓋， 所述金屬管豎直布置，同軸套裝，它們的下端共同固定連接絕緣底座，上端共同固定連接絕 緣上蓋，相鄰金屬管之間有間隙，所述絕緣底座上開(kāi)有與各管間間隙相對(duì)應(yīng)的進(jìn)液孔，所述 絕緣上蓋或金屬管上段開(kāi)有與各管間間隙相對(duì)應(yīng)的排氣孔，其特征在于，所述金屬管中有 一根內(nèi)套管為分瓣結(jié)構(gòu)，瓣與瓣之間彼此絕緣，每一瓣都作為電容器的一個(gè)極板，每一極板 上都設(shè)有一根引出電線(xiàn)，所有引出電線(xiàn)的端頭并聯(lián)，其余金屬管彼此電連接，作為電容器的 另一個(gè)極板，構(gòu)成一個(gè)并聯(lián)電容器。
10.如權(quán)利要求9所述的電容式液位傳感器，其特征在于，所述分瓣的內(nèi)套管在周向上 對(duì)分為2瓣或等分為3瓣。
【文檔編號(hào)】G01F23/26GK203422136SQ201320333614
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月9日
【發(fā)明者】代林, 何偉 申請(qǐng)人:成都藍(lán)泰士真空技術(shù)有限公司