一種雙電容液位傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種雙電容液位傳感器，包括主測量電容和參考測量電容，所述參考測量電容的高度小于主測量電容，所述主測量電容和參考測量電容并列外置安裝在安裝座上，主測量電容和參考測量電容絕緣隔離。本實用新型在主測量電容的基礎上增加了一個高度比主測量電容小的參考測量電容，通過引入?yún)⒖紲y量電容來消除因被測介質介電常數(shù)變化而帶來的測量誤差，提高測量的精度。而且本實用新型中的主測量電容和參考測量電容并列外置安裝在安裝座上，主測量電容和參考測量電容絕緣隔離，兩個電容在工作時，主測量電容和參考測量電容之間的電極不會形成測量電容，相互不會產(chǎn)生影響，使測量的穩(wěn)定性和測量的精度大大提高。
【專利說明】一種雙電容液位傳感器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種液位測量傳感器，特別是一種雙電容液位傳感器。
【背景技術】
[0002]電容式液位傳感器用于測量不導電介質的液位，主要是利用不同的絕緣介質的介電常數(shù)ε不同，而當測量探頭的兩個極板之間填充不同的介質時兩個極板的電容值將發(fā)生變化。通過檢測探頭兩個極板之間的電容來實現(xiàn)液位的測量。兩個極板之間的電容值為:C=SxSfd。其中S為兩個極板之間的介質的介電常數(shù)，S為兩個極板的有效面積，d為兩個極板之間的距離，從上式可知，測量電容受介電常數(shù)F、兩個極板面P 極板間的距離d的影響，在電容傳感器的制作過程中，可以將兩個極板面P 和極板間的距離設計為常量，但介電常數(shù)f會隨著測量介質的溫度、密度等因素的變化而變化，影響極大。目前，市面上均采用單電容進行液位測量，或者采用同軸結構的雙電容進行測量，這兩種測量方案均存在不同程度的影響，使得測量精度下降。如單電容測量原理，測量電容均受到介電常數(shù)的影響，隨著介質的溫度、密度變化而變化，應用領域受到限制。而同軸結構的雙電容測量方案，它可以解決介電常數(shù)f受介質的溫度、密度影響的問題，但兩個電容安裝在同一個內管中，一個電容的其中一電極與另一個電容的兩個電極均可形成測量電容，兩電容在工作時，相互產(chǎn)生影響，使測量穩(wěn)定性和測量精度下降。
實用新型內容
[0003]為了解決單電容結構在測量過程中受介質的溫度、密度影響以及同軸結構的雙電容在測量過程中兩電容相互干擾的問題，本實用新型的目的在于提供一種雙電容液位傳感器，該結構的雙電容傳感器可以解決測量介質的介電常數(shù)ε受介質的溫度、密度影響的問題，還可以讓兩電容相互不受干擾，提高測量的精度和測量的穩(wěn)定性。
[0004]本實用新型解決其問題所采用的技術方案是:
[0005]一種雙電容液位傳感器，包括主測量電容和參考測量電容，所述參考測量電容的高度小于主測量電容，所述主測量電容和參考測量電容并列外置安裝在安裝座上，主測量電容和參考測量電容絕緣隔離。
[0006]進一步，所述主測量電容包括第一外套管和設置于第一外套管內的第一內套管，所述第一外套管和第一內套管的上下兩端分別安裝有第一隔離塊，將第一外套管和第一內套管隔離。
[0007]作為上述的進一步改進，所述的第一隔離塊嵌裝于第一外套管內，第一隔離塊上開有與第一內套管管壁相匹配的環(huán)槽，第一內套管的端部插接在環(huán)槽內，所述第一外套管和/或第一內套管上開有過液孔，所述第一隔離塊上開有與第一內套管相通的第一通孔。
[0008]作為上述的進一步改進，所述第一隔離塊上封裝有用于固定第一隔離塊的封蓋，所述封蓋上開有與第一隔離塊第一通孔相通的過孔，所述的封蓋焊接在第一外套管上。
[0009]作為上述的進一步改進，所述第一隔離塊沿環(huán)槽內壁延伸有伸入至第一內套管內的延伸部。
[0010]進一步，所述參考測量電容包括第二外套管和設置于第二外套管內的第二內套管，所述第二外套管和第二內套管的上下兩端分別安裝有第二隔離塊，將第二外套管和第二內套管隔離。
[0011]作為上述的進一步改進，所述第二隔離塊上開有與第二外套管管壁相匹配的外環(huán)槽、與第二內套管管壁相匹配的內環(huán)槽，所述第二外套管的端部插接在外環(huán)槽內，第二內套管的端部插接在內環(huán)槽內，所述第二外套管和/或第二內套管上開有過液孔，所述第二隔離塊上開有與第二內套管相通的第二通孔。
[0012]作為上述的進一步改進，所述主測量電容和參考測量電容之間設置有引線連接件，所述引線連接件上開有連通主測量電容內腔和參考測量電容內腔的引線孔。
[0013]進一步，所述安裝座包括上座和下座，所述上座上并列設置有安裝孔和第一凹腔，下座上并列設置有分別與安裝孔和第一凹腔對置的第二凹腔和第三凹腔，所述主測量電容的上端通過安裝孔套入上座中，參考測量電容的上端套入上座的第一凹腔中，主測量電容和參考測量電容的下端分別套入下座的第二凹腔和第三凹腔中。
[0014]進一步地，所述主測量電容焊接固定在上座和/或下座上。
[0015]本實用新型的有益效果是:本實用新型采用的一種雙電容液位傳感器，在主測量電容的基礎上增加了一個高度比主測量電容小的參考測量電容，通過引入?yún)⒖紲y量電容來消除因被測介質介電常數(shù)變化而帶來的測量誤差，提高測量的精度。而且本實用新型中的主測量電容和參考測量電容并列外置安裝在安裝座上，主測量電容和參考測量電容絕緣隔離，兩個電容在工作時，主測量電容和參考測量電容之間的電極不會形成測量電容，相互不會產(chǎn)生影響，使測量的穩(wěn)定性和測量的精度大大提高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的測量原理圖；
[0017]圖2是本實用新型第一實施例的結構分解圖；
[0018]圖3是本實用新型第二實施例的剖面視圖。
[0019]附圖標記說明:I…主測量電容,11…第一外套管，12…第一內套管，13…第一隔離塊，131...環(huán)槽，132…第一通孔，14…封蓋，141...過孔，2...參考測量電容，21…第二外套管，22...第二內套管，23...第二隔離塊，231…外環(huán)槽，232…內環(huán)槽，233…第二通孔，133…延伸部，31...上座,311...安裝孔,312…第一凹腔,32…下座,321…第二凹腔,322…第三凹腔，33...孔位，4…過液孔，5…引線連接件，51...引線孔。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和實例對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0021]參照圖1-圖2所示，本實用新型的一種雙電容液位傳感器，包括主測量電容I和參考測量電容2，所述參考測量電容2的高度小于主測量電容1，所述主測量電容I和參考測量電容2并列外置安裝在安裝座上，主測量電容I和參考測量電容2絕緣隔離。
[0022]其中所述的主測量電容I包括第一外套管11和設置于第一外套管11內的第一內套管12，參考測量電容2包括第二外套管21和設置于第二外套管21內的第二內套管22，所述第一外套管11和第一內套管12的上下兩端分別安裝有第一隔離塊13，從而將第一外套管11和第一內套管12隔離。同理，所述第二外套管21和第二內套管22的上下兩端分別安裝有第二隔離塊23，將第二外套管21和第二內套管22隔離，讓第一外套管11和第一內套管12之間、第二外套管21和第二內套管22形成所述的主測量電容I和參考測量電容2，所述第一隔離塊13和第二隔離塊23由絕緣材料構成。
[0023]以主測量電容I為例，所述的第一外套管11和第一內套管12作為電容的兩個極板，由于第一外套管11與第一內套管12的相對有效面積S、極板間的距離J均是固定的常量，因此主測量電容I的電容值隨第一外套管11和第一內套管12之間的介電常數(shù)f而變化，而介電常數(shù)^'又隨第一外套管11與第一內套管12的液位高度產(chǎn)生變化，因此通過測量第一外套管11的電容值即可計算出當前的液位高度，但由于但介電常數(shù)E會隨著測量介質的溫度、密度等因素的變化而變化，影響極大，因此本實用新型在主測量電容I的基礎上增加了一個高度比主測量電容I小的參考測量電容2。 [0024]如被測介質沒有完全浸泡參考測量電容2，則可以通過檢測參考測量電容2的容值變化來計算出氣體部分介電常數(shù)變化，所并對產(chǎn)品的測量值進行修正；如參考測量電容2完全浸泡在被測介質中，則可以通過檢測參考測量電容2的容值變化來計算出被測介質的介電常數(shù)的變化量并對產(chǎn)品的測量值進行修正。通過引入?yún)⒖紲y量電容2來消除因被測介質介電常數(shù)變化而帶來的測量誤差，提高測量的精度。而且本實用新型中的主測量電容I和參考測量電容2并列外置安裝在安裝座上，主測量電容I和參考測量電容2絕緣隔離，兩個電容在工作時，主測量電容I和參考測量電容2之間的電極不會形成測量電容，相互不會產(chǎn)生影響，使測量的穩(wěn)定性和測量的精度大大提高。
[0025]若外套管和內套管之間沒有做到較好的隔離和固定，則會產(chǎn)生較大的誤差甚至不能形成測量電容，為了讓測量電容的隔離效果更好、更穩(wěn)定，對于主測量電容1，所述的第一隔離塊13嵌裝于第一外套管11內，第一隔離塊13上開有與第一內套管12管壁相匹配的環(huán)槽131，第一內套管12的端部插接在環(huán)槽131內，由于第一內套管12的兩端均各自插接在第一隔離塊13的環(huán)槽131內，而第一隔離塊13嵌裝在第一外套管11內，因此第一外套管11和第一內套管12的位置被很好地固定，隔離效果好。對于參考測量電容2，所述第二隔離塊23上開有與第二外套管21管壁相匹配的外環(huán)槽231、與第二內套管22管壁相匹配的內環(huán)槽232，所述第二外套管21的端部插接在外環(huán)槽231內，第二內套管22的端部插接在內環(huán)槽232內，通過第二隔離塊23上的外環(huán)槽231和內環(huán)槽232，讓第二外套管21和第二內套管22之間的位置相對固定，隔離效果好。
[0026]進一步地，所述第一隔離塊13上封裝有用于固定第一隔離塊13的封蓋14，所述的封蓋14焊接在第一外套管11上，通過焊接封蓋14可進一步固定第一隔離塊13在第一外套管11內的位置。同時為了加強第一隔離塊13對第一內套管12的固定效果，所述第一隔離塊13沿環(huán)槽131內壁延伸有伸入至第一內套管12內的延伸部133。
[0027]對于測量電容來說，由于是通過測量外套管和內套管之間介質的變化，通過電容值的變化計算出液位高度的，因此當本實用新型使用時，液體應能進入到主測量電容1、參考測量電容2的外套管和內套管之間，由于隔離塊能較好隔離外套管與內套管，同時會阻擋液體進入外套管和內套管之間，因此對于主測量電容I，至少在第一外套管11或第一內套管12上開有過液孔4，讓被測液體能進入第一外套管11和第一內套管12之間，同理，對于參考測量電容2來說,至少在第二外套管21或第二內套管22上開有過液孔4。
[0028]進一步地，在第一外套管11、第一內套管12、第二外套管21、第二內套管22的頂部和底部同時開有過液孔4，頂部的過夜孔4可以起到排氣的作用，讓液位傳感器在離開液體時能自動排出，方便下次進行使用。
[0029]為了進一步加快液體進入和流出的速度，第一外套管11、第一內套管12、第二外套管21、第二內套管22上均設置有過液孔4，而且為了保證測量的準確性，所述第一外套管
11、第一內套管12上的過液孔4相對應設置,所述第二外套管21、第二內套管22上的過液孔4相對應設置，同時，第一隔尚塊13和第二隔尚塊23上分別開有與第一內套管12、第二內套管22相通的第一通孔132和第二通孔233，主測量電容I上的封蓋14上也開有與第一隔離塊13第一通孔132相通的過孔141。以上設計可讓液體流進內套管里面，從而讓液體可通過外套管、內套管上的過液孔4進入外套管和內套管之間，也可通過內套管排出液體，當拿出液位傳感器時主測量電容I和參考測量電容2的外套管和內套管之間不會殘留液體，方便下次使用。
[0030]所述的安裝座包括上座31和下座32，所述上座31上并列設置有安裝孔311和第一凹腔312，下座32上并列設置有分別與安裝孔311和第一凹腔312對置的第二凹腔321和第三凹腔322，安裝時，將主測量電容I的上端套入上座31的安裝孔311中，調整主測量電容I和參考測量電容2的間隔，將參考測量電容2的上端套入上座31的第一凹腔312內，將主測量電容I的下端套入下座32的第二凹腔321內，并調整參考測量電容2的位置，使參考測量電容2的下端套入下座32的第三凹腔322內，采用壓緊工裝，將上座31和下座32壓緊即可，同時，為了讓液體能夠流進第一內套管12和第二內套管22，所述第一凹腔312、第二凹腔321和第三凹腔322上分別開有與內套管對應的孔位33。
[0031]為了讓主測量電容I更穩(wěn)固地與安裝座連接，采用焊接的方式將上座31和下座32焊接在主測量電容I的第一外套管11上，從而實現(xiàn)主測量電容I和參考測量電容2的并列穩(wěn)固安裝。
[0032]參照圖3所示，為本實用新型的第二種實施方式，與上述第一種實施方式不同的地方在于，所述主測量電容I和參考測量電容2之間設置有引線連接件5，所述引線連接件5上開有連通主測量電容I第一內套管12和參考測量電容2第二內套管22的引線孔51，為了獲得主測量電容I和參考測量電容2的電容值，需要分別對第一外套管11、第一內套管12、第二外套管21、第二內套管22引入導線進行連接，本實用新型可讓導線全部從第一內套管12的端部進入主測量電容1，與主測量電容I的第一外套管11、第一內套管12電連接，并通過引線孔51連接至參考測量電容2的第二外套管21和第二內套管22，當然，所述的導線也可以全部從參考測量電容2的第二內套管22進入，并通過引線孔51連接至主測量電容1，所述的引線連接件5為塑料件，該設計可方便整理導線，不僅在連接時更加方便、外觀更好，而且其穩(wěn)定性也大大增加，與直接通過在管套上開孔引線的方式相比，設置有弓I線連接件5能防止引線被金屬管套的鋒利邊緣所損傷，可靠性更好。
[0033]以上所述，只是本實用新型的較佳實施例而已，本實用新型并不局限于上述實施方式，只要其以相同的手段達到本實用新型的技術效果，都應屬于本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種雙電容液位傳感器，包括主測量電容和參考測量電容，所述參考測量電容的高度小于主測量電容，其特征在于:所述主測量電容和參考測量電容并列外置安裝在安裝座上，主測量電容和參考測量電容絕緣隔離。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種雙電容液位傳感器，其特征在于:所述主測量電容包括第一外套管和設置于第一外套管內的第一內套管，所述第一外套管和第一內套管的上下兩端分別安裝有第一隔離塊，將第一外套管和第一內套管隔離。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種雙電容液位傳感器，其特征在于:所述的第一隔離塊嵌裝于第一外套管內，第一隔離塊上開有與第一內套管管壁相匹配的環(huán)槽，第一內套管的端部插接在環(huán)槽內，所述第一外套管和/或第一內套管上開有過液孔，所述第一隔離塊上開有與第一內套管相通的第一通孔。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種雙電容液位傳感器，其特征在于:所述第一隔離塊上封裝有用于固定第一隔離塊的封蓋，所述封蓋上開有與第一隔離塊第一通孔相通的過孔，所述的封蓋焊接在第一外套管上。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種雙電容液位傳感器，其特征在于:所述參考測量電容包括第二外套管和設置于第二外套管內的第二內套管，所述第二外套管和第二內套管的上下兩端分別安裝有第二隔離塊，將第二外套管和第二內套管隔離。
6.根據(jù)權利要求5所述一種雙電容液位傳感器，其特征在于:所述第二隔離塊上開有與第二外套管管壁相匹配的外環(huán)槽、與第二內套管管壁相匹配的內環(huán)槽，所述第二外套管的端部插接在外環(huán)槽內，第二內套管的端部插接在內環(huán)槽內，所述第二外套管和/或第二內套管上開有過液孔，所述第二隔離塊上開有與第二內套管相通的第二通孔。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種雙電容液位傳感器，其特征在于:所述主測量電容和參考測量電容之間設置有引線連接件，所述引線連接件上開有連通主測量電容內腔和參考測量電容內腔的引線孔。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種雙電容液位傳感器，其特征在于:所述安裝座包括上座和下座，所述上座上并列設置有安裝孔和第一凹腔，下座上并列設置有分別與安裝孔和第一凹腔對置的第二凹腔和第三凹腔，所述主測量電容的上端通過安裝孔套入上座中，參考測量電容的上端套入上座的第一凹腔中，主測量電容和參考測量電容的下端分別套入下座的第二凹腔和第三凹腔中。
9.根據(jù)權利要求8所述的一種雙電容液位傳感器，其特征在于:所述主測量電容焊接固定在上座和/或下座上。
【文檔編號】G01F23/26GK203443633SQ201320542422
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年9月2日 優(yōu)先權日:2013年9月2日
【發(fā)明者】劉逢添, 李新潮, 林小東, 余寶宏 申請人:新會康宇測控儀器儀表工程有限公司