电容式液位传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种电容式液位传感器，其特征是包括至少4根管径不同的金属管、绝缘底座、绝缘上盖，所述金属管竖直布置，同轴套装，它们的下端共同固定连接绝缘底座，上端共同固定连接绝缘上盖，相邻金属管之间有间隙；所有金属管划分为两组，作为电容器的一对极板，同组的金属管彼此电连接，构成一个容量较大的并联电容器，当液位变化时，电容量的变化值也大，因而灵敏度高，能真实、准确地反映液位变化，提高液位检测精度。
【专利说明】电容式液位传感器
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及液位传感器，尤其涉及一种电容式液位传感器，
[0002]用于检测例如液化天然气之类的液体介质的液位。
【背景技术】
[0003]常规液位传感器主要用于各种液体的液位远距离连续测量和指示，对于比重大的液体可以采用静压式液位测量法即可完成准确的测量。但对于比重小的液体如液氢、液化天然气，差压液位计的精度就显得不够了，一种比较好的选择就是电容液位计。
[0004]传统的电容液位计结构是:将一根金属管和一根金属棒竖直布置，同轴套装，作为电容器的两个极板，它们的两端分别与底座、上盖固定连接，在金属管和金属棒之间形成一个定容空间，被测液体可进入该空间，空间中就充有两种介质，下部是被测液体，上部是空气，当液位发生升降变化时，由于被测液体、空气的介电系数不同，电容器的容量也就随之变化，因此，可通过电容量来表征液位。但是液化气体的介电系数都很小，例如液氧的ε 0=1.482，液氮的ε N =1.432，液氢的εΗ=1.224，以致传感器的电容变化量非常小，传感器的灵敏度很低，对测量装置后序元件的分辨率要求太高，一般测量装置难于实现，测量精度很低，致使测量数据不能真实、准确地反映液位变化。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的，是克服现有电容液位计的缺点，提供一种高灵敏度的电容式液位计，它的电容量很大，当液位变化时，电容量的变化值也很大，因而灵敏度高，能真实、准确地反映液位变化，提高液位检测精度。
[0006]本实用新型的一种技术方案是:
[0007]—种电容式液位传感器，其特征在于，包括至少4根管径不同的金属管、绝缘底座、绝缘上盖，所述金属管竖直布置，同轴套装，它们的下端共同固定连接绝缘底座，上端共同固定连接绝缘上盖，相邻金属管之间有间隙；所有金属管划分为两组，作为电容器的一对极板，同组的金属管彼此电连接，构成一个并联电容器，该并联电容器具有引出电线；所述绝缘底座或金属管下段开有与各管间间隙相对应的进液孔，所述绝缘上盖或金属管上段开有与各管间间隙相对应的排气孔。
[0008]所述金属管的分组方案是，所有金属管相间划分为两组，作为电容器的一对极板，同组的金属管彼此电连接，构成一个并联电容器；该并联电容器的一极接地(壳)，另一极通过引出电线引出。或
[0009]所有金属管按由外向内或由内向外的顺序每两根作为电容器的一对极板，形成多个电容器，这些电容器的同极性极板彼此电连接，构成一个并联电容器；当金属管的数量为奇数时，分组剩余的一根金属管并入并联电容器的任意一极；该并联电容器的一极接地(壳)，另一极通过引出电线引出。
[0010]所述底座由基座底座绝缘套、内管下端定位套组合构成，所述进液孔开在基座上。[0011]所述上盖由芯管套、内管上端定位套、绝缘帽、外、管上端固定套、锁紧螺柱组合构 成，所述外管上端固定套具有与锁紧螺柱适配的内螺纹。
[0012]所述排气孔开在上盖上，该排气孔贯穿芯管套、内管上端定位套、绝缘帽、锁紧螺 柱，使各管间间隙与外部空间相通。
[0013]所述排气孔开在金属管的上段，使所有管间间隙成连通器结构，并与外部空间相 通。
[0014]位于套装中心的金属管也可是金属棒。
[0015]所述金属管的内、外壁上涂覆有绝缘层。
[0016]本实用新型的另一种方案是:
[0017]一种电容式液位传感器，包括至少4根管径不同的的金属管、绝缘底座、绝缘上 盖，所述金属管竖直布置，同轴套装，它们的下端共同固定连接绝缘底座，上端共同固定连 接绝缘上盖，相邻金属管之间有间隙，所述绝缘底座上开有与各管间间隙相对应的进液孔， 所述绝缘上盖或金属管上段开有与各管间间隙相对应的排气孔，其特征在于，所述金属管 中有一根内套管为分瓣结构，瓣与瓣之间彼此绝缘，每一瓣都作为电容器的一个极板，每一 极板上都设有一根引出电线，所有引出电线的端头并联，其余金属管彼此电连接，作为电容 器的另一个极板，构成一个并联电容器。
[0018]所述分瓣的内套管在周向上对分为2瓣或等分为3瓣。
[0019]所述底座由基座、绝缘套、内管下端定位套组合构成，所述进液孔开在基座上。
[0020]所述上盖由芯管套、内管上端定位套、绝缘帽、外管上端固定套、锁紧螺柱组合构 成，所述外管上端固定套具有与锁紧螺柱适配的内螺纹。
[0021]所述排气孔开在上盖上，该排气孔贯穿芯管套、内管上端定位套、绝缘帽、锁紧螺 柱，使各管间间隙与外部空间相通。
[0022]所述排气孔开在金属管的上段，使所有管间间隙成连通器结构，并与外部空间相 通。
[0023]位于套装中心的金属管也可是金属棒。
[0024]本实用新型的有益效果:由于采用多管套装结构，形成的并联电容器的极板面积 增大，极板间的距离缩小，电容量成倍增大，当液位变化时，电容量的变化值也大，因而灵敏 度高，用常规分辨率的测量装置即能真实、准确地反映液位变化，提高液位检测精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是本实用新型的一种结构图
[0026]图2是图1的横截面图
[0027]图3是本实用新型的另一种结构的一种横截面图
[0028]图4是本实用新型的另一种结构的再一种横截面图
[0029]图5是传感器中液位示意图
[0030]图中代号含义:
[0031]I一基座，2—绝缘套，3—轴芯管(棒)，4一外管，5—小内管，6—大内管，7—绝缘 帽，8—锁紧螺柱，9 一外管上端定位套，10—电缆密封套，11一电缆，12—电缆芯线，13—进 液孔，14 一排气孔。【具体实施方式】
[0032]下面以两个实例来详细说明本实用新型。
[0033]实施例1
[0034]参见图1、图2:本例中，共用4根管径不同的金属管竖直布置，同轴套装，即外管
4、大内管6、小内管5，轴芯管3 (该轴芯管也可用金属棒)，它们的下端通过绝缘套2彼此隔离绝缘，绝缘套2固定在基座I上，其中，外管4直接与基座I焊接连接；它们的上端通过绝缘帽7彼此隔离绝缘，其中，外管4直接与外管上端定位套9焊接连接，绝缘帽7在外管上端定位套9内，该外管上端定位套9具有内螺纹，由锁紧螺柱8将绝缘帽7即所有内管锁紧固定；相邻金属管之间有间隙；所有金属管划分为两组，同组的金属管彼此电连接，作为电容器的两个极板，构成一个并联电容器，使用时，由恒压直流电源(图中未示出)通过引出电缆11的芯线12连接该并联电容器的极板，施加激励电压，使之具有电容。
[0035]金属管的分组方案有如下两种:
[0036]1、所有金属管相间划分为两组，作为电容器的一对极板，同组的金属管彼此电连接，构成一个并联电容器；该并联电容器外管所在的一极接地(壳)，另一极通过引出电缆芯线12引出。
[0037]2、所有金属管按由外向内或由内向外的顺序每两根作为电容器的一对极板，形成多个电容器，这些电容器的同极性极板彼此电连接，构成一个并联电容器；当金属管的数量为奇数时，分组剩余的一根金属管并入并联电容器的任意一极；该并联电容器的一极接地(壳)，另一极通过引出电缆芯线12引出。分组时，最好将外管和芯管分在同一极性，并接地。
[0038]上述金属管最好选用优质不锈钢管，以适应腐蚀性液体介质。在选择金属管的管径时，最好使各管间间隙的距离一致。
[0039]在基座1、绝缘套2上开有分别通往各个管间间隙的进液孔13。该进液孔13也可开在金属管的下段，使所有管间间隙成连通器结构，并与外部液体介质相通。
[0040]所述上盖由上盖绝缘套7、锁紧螺柱8、外管上端定位套9组合构成，外管上端固定套9的内柱面上具有与锁紧螺柱8适配的内螺纹，传感器装配时，旋紧锁紧螺柱8，使上盖的各个零件与金属管紧密固定，外管上端固定套9还开有引出电缆11的穿出孔，孔中设有电缆密封套10。
[0041]本传感器开有排气孔14，当传感器中液位上升时，上部空间中的空气随之排出传感器外，以避免空气形成阻力，影响液位自由上升造成测量误差。该排气孔14可以开在上盖上，贯穿盖绝缘套7、锁紧螺柱8，使各管间间隙与外部空间相通。该排气孔14也可开在金属管的上段，使所有管间间隙成连通器结构，并与外部空间相通。
[0042]实施例2
[0043]参见图1、图3、图4:与实施例1的区别是，传感器中的一根内管(本例选择次外层的大内管6)，是分瓣结构，在圆周方向上对分为两瓣，如图3所示，或在圆周方向上等分为3瓣，如图4所示。瓣与瓣之间彼此绝缘，每一瓣都作为电容器的一个极板，每一极板上都设有一根引出电线，所有引出电线的端头并联，其余金属管彼此电连接，作为电容器的另一个极板，并接地(壳)，构成一个并联电容器。
[0044]其余与实施例1相同。[0045]本传感器的使用状态参见图5:当液位发生升降变化时，由于被测液体与空气的 介电系数不同，电容器的容量也就随之变化，这样，通过检测电容器的电容量，即可得知相 应的液位高度。由于本电容器的容量大，当液位发生升降变化时，电容变化量也大，故传感 器的灵敏度高，用常规分辨率的测量装置即能真实、准确地反映液位变化，提高液位检测精度。
[0046]在上述实施例中，还可在金属管的内外壁上涂覆绝缘层，使传感器不仅可用于绝 缘性液体介质，也可用于非绝缘性液体介质。
[0047]上述实施例是为了说明本实用新型，而不是限制本实用新型，依照本实用新型的 发明思路所做的任何改进，例如在本实施例的基础上增加套装金属管的数量或分瓣金属管 的分瓣数量，都在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种电容式液位传感器，其特征在于，包括至少4根管径不同的金属管、绝缘底座、 绝缘上盖，所述金属管竖直布置，同轴套装，它们的下端共同固定连接绝缘底座，上端共同 固定连接绝缘上盖，相邻金属管之间有间隙；所有金属管划分为两组，作为电容器的一对极 板，同组的金属管彼此电连接，构成一个并联电容器，该并联电容器具有引出电线；所述绝 缘底座或金属管下段开有与各管间间隙相对应的进液孔，所述绝缘上盖或金属管上段开有 与各管间间隙相对应的排气孔。
2.如权利要求1所述的电容式液位传感器，其特征在于，所述金属管的分组方案是，所 有金属管相间划分为两组，作为电容器的一对极板，同组的金属管彼此电连接，构成一个并 联电容器；该并联电容器的一极接壳、另一极通过引出电线引出；或所有金属管按由外向内或由内向外的顺序每两根作为电容器的一对极板，形成多个电 容器，这些电容器的同极性极板彼此电连接，构成一个并联电容器；当金属管的数量为奇数 时，分组剩余的一根金属管并入并联电容器的任意一极；该并联电容器的一极接壳、另一极 通过引出电线引出。
3.如权利要求1所述的电容式液位传感器，其特征在于，所述底座由基座底座绝缘套、 内管下端定位套组合构成，所述进液孔开在基座上。
4.如权利要求1所述的电容式液位传感器，其特征在于，所述上盖由芯管套、内管上端 定位套、绝缘帽、外管上端固定套、锁紧螺柱组合构成，所述外管上端固定套具有与锁紧螺 柱适配的内螺纹。
5.如权利要求4所述的电容式液位传感器，其特征在于，所述排气孔开在上盖上，该排 气孔贯穿芯管套、内管上端定位套、绝缘帽、锁紧螺柱，使各管间间隙与外部空间相通。
6.如权利要求4所述的电容式液位传感器,其特征在于,所述排气孔开在金属管的上 段，使所有管间间隙成连通器结构，并与外部空间相通。
7.如权利要求1所述的电容式液位传感器，其特征在于，位于套装中心的金属管也可 是金属棒。
8.如权利要求1所述的电容式液位传感器，其特征在于，所述金属管的内、外壁上涂覆有绝缘层。
9.一种电容式液位传感器，包括至少4根管径不同的的金属管、绝缘底座、绝缘上盖， 所述金属管竖直布置，同轴套装，它们的下端共同固定连接绝缘底座，上端共同固定连接绝 缘上盖，相邻金属管之间有间隙，所述绝缘底座上开有与各管间间隙相对应的进液孔，所述 绝缘上盖或金属管上段开有与各管间间隙相对应的排气孔，其特征在于，所述金属管中有 一根内套管为分瓣结构，瓣与瓣之间彼此绝缘，每一瓣都作为电容器的一个极板，每一极板 上都设有一根引出电线，所有引出电线的端头并联，其余金属管彼此电连接，作为电容器的 另一个极板，构成一个并联电容器。
10.如权利要求9所述的电容式液位传感器，其特征在于，所述分瓣的内套管在周向上 对分为2瓣或等分为3瓣。
【文档编号】G01F23/26GK203422136SQ201320333614
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年6月9日 优先权日:2013年6月9日
【发明者】代林, 何伟 申请人:成都蓝泰士真空技术有限公司