深海液位检测传感器的制作方法

本实用新型属于海洋高压环境机电测试领域，具体地说是一种深海液位检测传感器。

背景技术：

目前，潜水器在海洋资源勘探开发等领域发挥着越来越重要的作用。为了完成潜水器在水下的姿态调节，为了补偿潜水器采样或抛载后自身重量变化等，经常搭载浮力调节等系统，通过吸排海水，使得潜水器在水下重新获得平衡状态。在这一过程中，需要测量其耐压部件内部海水液位的部件。此类液位传感器需求是，测量介质为海水，需要所使用的零部件耐海水腐蚀；能够准确、灵敏地测量耐压舱内海水介质的液位；当耐压舱内充满海水，则液位传感器需要具有耐高压的能力，此压力与外界海水压力相同(最大值为110MPa)。目前多数液位传感器的运动测量部件，如浮球等部分无法满足上述耐高压耐腐蚀的需求，无法直接应用于深海液位测量。

因而研制出一种可应用于测量海水介质的、耐高压的、具有一定精度的液位传感器已成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种深海液位检测传感器。该深海液位传感器结构简单紧凑，性能稳定可靠，低成本。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型包括导向杆、浮子、磁环、上基座、下基座、液位检测芯片及水密接插件，其中上基座的一端与下基座密封连接、与下基座形成干舱结构，另一端与所需液位测量壳体密封螺纹连接，所述液位检测芯片安装在该下基座内、与外界海水隔离，该液位检测芯片与安装在所述下基座上的水密接插件在下基座内电气连接；所述导向杆位于所需液位测量壳体内部，一端与上基座相连，另一端为自由端，在该导向杆上套有浮子，所述浮子的下部安装有套在导向杆上的磁环，所述浮子带动磁环随待测海水液位变化而沿导向杆上下运动，所述液位检测芯片通过水密接插件传送检测的液位信息；

其中：所述上基座与所需液位测量壳体垂直安装；所述浮子的底部开有环槽，所述磁环容置于该环槽内，并通过卡簧安装于所述浮子的下部；

所述上基座的另一端制有与所需液位测量壳体连接的外螺纹，并在与所需液位测量壳体接触面上设有液位传感器密封O圈；所述上基座的一端套设有基座密封O圈，该基座密封O圈与下基座内壁密封抵接；所述上基座与下基座通过螺钉固接；所述上基座的圆周面上设有便于旋拧的平面；

所述导向杆为一端开口的中空柱状结构，其一端由所述上基座插入，并与该上基座固接。

本实用新型的优点与积极效果为：

1.所测液位范围大、精度高。本实用新型原理为磁致伸缩液位测量原理，检测磁环在导向杆的不同位置，将其转化为不同的电流信号。本实用新型所测量海水液位为0～1米，最大承受海水深度为11000米。

2.性能稳定、安全可靠。本实用新型所采用的元器件均通过耐压测试，材料采用316L不锈钢，防止海水腐蚀；浮力材料采用玻璃微珠，密度低，可提供更大浮力，而且根据需要，可选择至耐压11000米(全海深)的材料；将磁环安装于浮子下方，采用大体积浮子，保证浮子在导向杆上的运动灵敏、准确；水密接插件采用进口产品(厂家为美国Subconn公司)，兼容性高，性能可靠；所有深海液位传感器投入使用前，均应进行耐压测试，并出具检验合格报告。

3.根据需要定制。根据需要选择不同液位测量范围、不同的对外连接方式、不同的水密接插件定义要求、不同的耐压等级，以上均不会造成对深海液位传感器强度或精度的影响。

4.成本低，易实现。采用标准的或可外购的材料或元器件，加工工艺性简单，加工精度要求不高，成本低，易实现。

附图说明

图1为本实用新型的内部结构剖视图；

图2为图1的俯视图；

其中：1为导向杆，2为浮子，3为磁环，4为卡簧，5为上基座，6为液位传感器密封O圈，7为螺钉，8为基座密封O圈，9为下基座，10为液位检测芯片，11为水密接插件，12为外螺纹，13为平面。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

如图1、图2所示，本实用新型包括导向杆1、浮子2、磁环3、卡簧4、上基座5、下基座9、液位检测芯片10及水密接插件11，其中上基座5的一端与下基座9密封连接、与下基座9形成干舱，为耐压结构，另一端与所需液位测量壳体密封螺纹连接，并垂直安装。上基座5的圆周面上设有便于旋拧的平面13。本实用新型上基座5一端套设有基座密封O圈8，该基座密封O圈8与下基座9内壁密封抵接，保证上、下基座5、9的连接处与外界的密封；上基座5的另一端制有与所需液位测量壳体连接的外螺纹12，并在与所需液位测量壳体接触面上设有液位传感器密封O圈6；上基座5与下基座9通过不锈钢的螺钉7固接。液位检测芯片10安装在该下基座9内、与外界海水隔离，避免液位检测芯片10接触海水后芯片损坏；该液位检测芯片10与安装在下基座9上的水密接插件11在下基座9内电气连接，即液位检测芯片10与水密接插件11散线端通过焊接相连，水密接插件11对外输出标准电流信号4-20mA，外部控制器等通过与水密接插件11匹配的水密电缆，即可读取相应的液位信息。

导向杆1位于所需液位测量壳体内部，该导向杆1为一端开口的中空柱状结构，其一端由上基座5插入，并与该上基座5采用氩弧焊焊接的连接方式固定，导向杆1的另一端为自由端。在导向杆1上套有浮子2，浮子2采用玻璃微珠材料(浮力材料)，具有低密度、耐高压的特别。浮子2的底部开有环槽，磁环3容置于该环槽内，并通过卡簧4安装于浮子2的下部。浮子2的体积足够大，可为磁环3提供所需的足够浮力；浮子2的体积既要保证为磁环3提供浮力，又要保证浮子2在导向杆1上运动灵活，不出现浮子2与导向杆1卡滞现象。浮子2带动磁环3随待测海水液位变化而沿导向杆1上下运动，液位检测芯片10通过水密接插件11传送检测的液位信息。

本实用新型的工作原理为：

浮子2为玻璃微珠材料，其密度约为600kg/m³，小于海水的密度，与安装于内部的磁环3始终漂浮于水面上，并根据实际需要加大浮子2的体积，以提供所需的更大浮力，保证浮子2在导向杆1上的运动灵活，不出现浮子2与导向杆1卡滞现象。当浮子2随着海水液位变化，沿着导向杆1上下运动时，磁环3相对于导向杆1的相对位置发生变化，利用磁致伸缩原理，两个不同磁场相交产生一个应变脉冲信号来准确地测量液位。水密接插件11将液位检测芯片10输出的标准电流信号4～20mA，传输到传感器外部，潜水器的控制器通过与水密接插件11匹配的水密电缆，即可读取相应的液位信息。

本实用新型的装配过程为：

先将磁环3装入浮子2中，并使用卡簧4固定。导向杆1通过氩弧焊焊接与基座5连接，基座密封O圈8安装于上基座5上。将水密接插件11散线端与液位检测芯片10相对应信号线焊接，并将其通过螺纹连接安装于下基座9上，旋紧。带着液位检测芯片10的下基座9与上基座5通过螺钉7连接；最后将本实用新型垂直安装于待检测液位的舱体上。

综上所述，本实用新型采用磁致伸缩原理，采用了玻璃微珠浮力材料、不锈钢材料、耐压基座、水密接插件等特殊设计，解决了深海潜水器的海水液位测量问题，可耐高压，精度高，安全可靠。