CN101907478A - 电容式连续物位传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电容式连续物位传感器，其设有一金属主极，金属主极为一根柔性导电钢索从底端对折而成的双股结构，金属主极外侧套有一层由多个绝缘护套组成的防护层，金属主极从绝缘护套的两个主极过孔中穿过；还设有至少一个辅助测量电极，每个辅助测量电极由一根柔性导电钢索伴随主极而成；另设有多个绝缘护套，每个绝缘护套为一圆柱形高强度绝缘材料，也可为复合式结构，由一个金属套筒换套在一个绝缘基座上组合而成，绝缘护套内轴向设有多个过孔，分别为两个主极过孔和至少一个辅助测量电极过孔。本发明结构简单，寿命长，抗冲击能力和抗磨能力强，测量信号和定标信号真实、准确、可靠，可以连续、精准测量仓内物料的物位。

Description

电容式连续物位传感器

技术领域

本发明涉及一种物位测量装置的改进装置，具体地说是一种用接触的方式测量物料高度的电容式连续物位传感器。

背景技术

在仪器仪表领域，测量料仓内固体物料，利用电容传感器进行测量，是比较实用的方法之一。本申请人专利00215270.3，公开了一种连续电容传感器，其设有一金属柔性主极，主极上端设有固定用法兰盘，法兰盘上部设有电容变送器，主极通过绝缘垫与法兰盘和料仓绝缘固定，主极和料仓仓壁分别为一极，构成变介质连续电容，主极外侧裹有柔性绝缘层，柔性绝缘层外侧套有一层由多个高强度绝缘短管组成的防护套，并在若干确定高度设有定标电极。

概括地讲，这种连续电容传感器，可以适用于测量料仓物料高度，同时定标电极能够对主极的测量进行校准和标定。然而，首先这种连续电容传感器的主极采用的柔性金属电极为单根结构，无法保证套在主极外侧的防护套和定标电极彼此之间相对固定，当防护套和定标电极发生转动时，会造成传感器损坏；其次，由绝缘短管组成的防护套，与物料长期接触和冲撞，易造成严重的磨损，降低传感器使用寿命，无法适应环境恶劣的条件下使用；第三，这种连续电容传感器的定标电极是裸露在外，与物料直接接触，易发生短路，而且，因定标电极是环套在金属主极之外，定标电极会屏蔽掉其对应的该段金属主极的全部测量信号，造成测量误差过大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服上述现有技术的不足，提供一种工艺简单，结构可靠，测量精度高，耐磨损的电容式连续物位传感器。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种电容式连续物位传感器，设有一金属主极，主极上端设有固定用法兰盘，法兰盘上部设有一用于对电信号进行处理的电容变送器，主极通过绝缘垫与法兰盘和料仓绝缘固定，主极和料仓仓壁分别为一极，构成变介质连续电容，其特征在于金属主极为一根柔性导电钢索从底端对折而成的双股结构，金属主极的每股柔性导电钢索外侧均覆有柔性绝缘层，柔性绝缘层外侧套有一层由多个绝缘护套组成的防护层，绝缘护套内轴向设有两个主极过孔，金属主极的双股柔性导电钢索从绝缘护套的两个主极过孔中穿过。

本发明设有至少一个辅助测量电极，其特征在于每个辅助测量电极由一根柔性导电钢索伴随主极而成，绝缘护套内轴向设有至少一个辅助测量电极过孔，辅助测量电极的每根柔性导电钢索外侧覆有柔性绝缘层，并从绝缘护套上辅助测量电极过孔中穿过。

本发明设有多个绝缘护套，其特征在于所述的绝缘护套内轴向设有两个主极过孔和至少一个辅助测量电极过孔，两个主极过孔可为两个连通过孔，也可为两个独立过孔，相邻的两个绝缘护套的端部采用臼头、臼碗式结构配合。

本发明设有多个绝缘护套，其特征在于所述的绝缘护套为一圆柱形高强度绝缘材料，绝缘护套也可为复合式结构，由一个金属套筒环套在一个绝缘基座上组合而成，金属套筒的长度小于绝缘基座的长度。

本发明金属主极为一根柔性导电钢索从底端对折而成的双股结构，金属主极的双股柔性导电钢索从绝缘护套的两个主极过孔中穿过，金属主极和绝缘护套彼此之间相互固定，有效解决了传感器自身发生转动而带来的传感器损坏，延长了传感器使用寿命，同时金属主极的这种结构简化了传感器的组装工艺，使传感器更安全可靠；绝缘护套采用复合式结构，金属套筒环套在绝缘基座上，增加了传感器自身的抗冲击和耐磨性能，传感器能适应长时间恶劣环境下使用；每个辅助测量电极由一根高度确定的柔性导电钢索伴随主极而成，外侧覆有柔性绝缘层，使定标信号稳定可靠，避免误定标等情况发生。

本发明结构简单，寿命长，抗冲击能力和抗磨损能力强，测量信号和定标信号真实、准确、可靠，做到连续、精准测量仓内物料的物位。

附图说明

下面结合附图对本发明进行详细描述：

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明的局部剖视图；

图3是本发明的绝缘基座结构示意图；

图4是本发明的金属套筒结构示意图；

图5是本发明由绝缘基座和金属套筒复合而成的绝缘护套的结构示意图。

图中的标号是：1.金属主极，2.柔性绝缘层，3.辅助测量电极，4.绝缘护套，5.电容变送器，6.金属套筒，7.绝缘基座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做详细的描述。

从图1、图2、图3、图4、图5中可以看出，本发明设有一金属主极1，主极1上端设有固定用法兰盘，法兰盘上部设有一用于对电信号进行处理的电容变送器5，主极通过绝缘垫与法兰盘和料仓绝缘固定，主极和料仓仓壁分别为一极，构成变介质连续电容，其上端与电容变送器5电连接，金属主极1为一根柔性导电钢索从底端对折而成的双股结构，金属主极1的每股柔性导电钢索外侧均覆有柔性绝缘层2，柔性绝缘层2外侧套有一层由多个高强度绝缘护套4组成的防护层。本实施例中绝缘护套4内轴向设有两个连通的主极过孔和两个辅助测量电极过孔，金属主极1的双股柔性导电钢索从绝缘护套4的两个主极过孔中穿过，并完全受绝缘护套4的保护。在双股柔性导电钢索的固定下，套在金属主极1之上的绝缘护套4相对金属主极均位置固定，所有的绝缘护套4彼此之间都相对固定，无法围绕金属主极1发生转动，从根本上解决了由于传感器自身转动导致传感器的损坏，延长了传感器的使用寿命；同时，金属主极1采用一根柔性导电钢索从底端对折而成的双股结构，增加了传感器的承重能力和抗冲击能力，使传感器在被物料挤压拉扯的情况下不会被损坏；金属主极1的这种结构简化了传感器组装工艺，使传感器更安全可靠。

本发明设有至少一个辅助测量电极，当电容式连续物位传感器设有一个辅助测量电极时，则测量信号的标定只由这一个辅助测量电极完成。本实施例中两个辅助测量电极3，均为一柔性导电钢索，辅助测量电极3与电容变送器5电连接。辅助测量电极3和料仓仓壁是连续电容的两个极板。辅助测量电极3外侧覆有一层柔性绝缘层2，使辅助测量电极3不与物料直接接触，有效避免了短路等非正常测量现象的出现。覆有柔性绝缘层2的辅助测量电极3分别从绝缘护套4的辅助测量电极过孔中穿过，并完全受绝缘护套4的保护。辅助测量电极3为柔性导电钢索，而并非环套在导电主极1的外侧，主极1和仓壁间的电容信号不会因被辅助测量电极3屏蔽而造成影响。

当物料上升至第一个辅助测量电极3时，辅助测量电极3与仓壁形成强电容信号，传输至电容变送器5中，判断为有料，由电容变送器5对主极的测量进行标定；其他辅助测量电极3的测量情况亦是如此。

从图1、图2可以看出，绝缘护套4为一圆柱形高强度绝缘材料，其内轴向设有两个连通的主极过孔和两个辅助测量电极过孔，可满足不同环境下的使用，从图3、图4、图5可以看出，绝缘护套4也可采用复合式结构，绝缘护套由一金属套筒6环套在一绝缘基座7之上组合而成，金属套筒6的长度小于绝缘基座7的长度。金属套筒6的长度与绝缘基座7的长度比例可为1∶6到5∶6范围内不同数值。绝缘护套4采用这种金属套筒6环套在绝缘基座7上的复合式结构，减少了绝缘护套4因物料的冲击和磨损所造成的损坏，延长了传感器的使用寿命，并满足恶劣环境下的使用。金属套筒6不完全覆盖套罩绝缘基座7，是为避免金属套筒6屏蔽掉全部的金属主极1和辅助测量电极3的测量信号，保证了金属套筒6在保护绝缘基座7的同时，不会对实际测量造成影响。

以上对本发明实施例的详细说明并非穷尽性的，本发明不应被限制为以上所公开的精确形式，比如，将本发明专利中的金属主极由双股结构改为多股结构等。本领域的技术人员可以理解，在本发明的范围内，可以进行各种等同的修改和替换，这样的修改和替换应视为被该发明所涵盖。此外，在此所提供的本发明的原理也可应用于其它领域，而不必局限于电容式物位传感器。上述各个实施例的元素可任意组合在一起，以便提供进一步的实施例。

此外，不应将所附权利要求中使用的术语阐释或将本发明限制到本说明中公开的特定实施例，除非以上详细说明清楚地限定了此术语。因此，本发明的实际范围应该涵盖所述实施例及根据权利要求实施的所有等同形式。

Claims (4)

1.一种电容式连续物位传感器，设有金属主极，主极上端设有固定用法兰盘，法兰盘上部设有电容变送器，主极通过绝缘垫与法兰盘和料仓绝缘固定，主极和料仓仓壁分别为一极，构成变介质连续电容，其特征在于金属主极为一根柔性导电钢索从底端对折而成的双股结构，金属主极外侧套有一层由多个绝缘护套组成的防护层，绝缘护套内轴向设有两个主极过孔，金属主极的双股柔性导电钢索从绝缘护套的两个主极过孔中穿过。

2.根据权利要求1中所述的电容式连续物位传感器，其特征在于还设有至少一个辅助测量电极，每个辅助测量电极由一根柔性导电钢索伴随主极而成，绝缘护套内轴向设有至少一个辅助测量电极过孔，辅助测量电极的柔性导电钢索外侧覆有柔性绝缘层，并从绝缘护套的辅助测量电极过孔中穿过。

3.根据权利要求1中所述的电容式连续物位传感器，其特征在于所述的绝缘护套为复合式结构，由一金属套筒环套在一绝缘基座上组合而成。

4.根据权利要求1中所述的电容式连续物位传感器，其特征在于所述的绝缘护套上设有的两个主极过孔是连通的。

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