CN102103001A - 一种两相液体液位测量传感器的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明解决了不同密度不相溶液体分层液位的高精度测量问题，提出并可以实现的一种新型“碟形”浮子式压差液位传感器，给出了“碟形”浮子压力探头结构设计的理论参数，较好地解决了在液体中的稳定测量问题。

Description

一种两相液体液位测量传感器的制备方法

(一)技术领域

本发明属于传感器技术与制备领域，涉及一种新型分层液位测量的“碟形”浮子式压差液位传感器的设计与制备方法。

(二)背景技术

在石油化工、水利水电、农田灌溉、环境监测以及自来水厂、污水处理厂、船舶等领域，液位(或水位)是一个重要测量与控制的技术参数。目前常用的液位传感器有：电容式液位传感器、重锤浮子式液位传感器、旋转编码浮子式液位传感器(机械式和光电式)、磁浮子接点式液位传感器(连续式和液位开关式)、非接触式的超声波液位传感器、静压压力式液位传感器(投入式和压差式)等。其分辨率从毫米级到厘米级不等，测量范围从几十厘米到几十米，测量准确度在±2％FS～±0.1％FS范围内。除磁浮子接点式传感器外，其余传感器均比较适合测量范围较宽的应用场合。一般电容式、静压压力式和超声波传感器均带有变送部分，即将液位信号转换成标准电流信号(4～20mA)。旋转编码浮子式传感器分为机械式和光电式两种，光电式又分为绝对型和增量型。这类传感器输出通常为并行二进制码、串行二进制码和脉冲信号。除智能型一体化传感器外(电容式静压式或超声波)，一般没有就地显示和数字通信功能。对于诸如农田灌溉、环境监测、污水处理、船舶等公益性部门，除测量精度、可靠性、可维护、易安装等技术性能要求外，有些部门提出对密度不同的分层液位测量问题，上述传感器不具备分层液位测量的功能，是直接影响传感器选用的重要因素。为此，我们研究了一种新型的基于浮子式和静压压力传感器优点的“碟形”浮子式压差液位传感器，具有测量范围宽、测量准确度高的新型液位传感器。

(三)发明内容

本发明的目的是为了解决传统液位传感器存在的以下问题：(1)传统液位传感器不能在不同密度不相溶的液体中进行分层液位测量，提出了“碟形”浮子式压差液位测量方法；(2)浮子压力探头漂浮于两种液体交界面的结构设计方法；(3)为了适应机电一体化的传感器在液体中的使用，实现结构水密封的方法；(4)提高浮子式压力探头在液体中自由垂放的稳定性方法；(5)提高液位测量精度方法(密度温度补偿法)。

本发明提供了一种新型液位传感器的制备方法。

本发明中涉及的制备方法有以下工艺步骤组成：根据被测的两相液体密度ρ1和ρ2及浮子材料的密度ρw设计确定“碟形”浮子式压力探头的结构参数-结构件加工-结构件的清洗-温度探头和压力探头安装-电装(电路板的焊接)-调试-总装(结构件焊接、水密电缆和浮子稳定板的安装)。

(四)附图说明

图1是“碟型”浮子式压差液位传感器制备工艺流程框图；图2是“碟型”浮子压力探头的结构图；图3是浮子稳定板的结构图；图4是水密结构图；图5是“碟型”浮子式压差液位传感器结构图；图6是“碟型”浮子式压差液位传感器的外观图。

(五)具体实施方式

“碟形”浮子式压差液位传感器制备按工艺流程框图进行，该流程概括起来为：根据被测液体的密度及浮子材料的密度和测量深度确定浮子压力探头的结构参数a和b、结构件加工、结构件的清洗、温度探头安装(温度铂电阻保护外壳的氩弧焊接)、压力芯体安装(压力芯体与浮子安装位置的电子束密封焊接)、调理电路上的元器件电装、零点和上限调试、总装(电路板固定、电缆水密安装、电连接器安装和外壳密封焊接和浮子稳定板的焊接安装)、标定。

Claims (6)

1.根据权利要求1对传统液位传感器不能在两相液位中进行分层液位测量，提出了“碟形”浮子式压差液位测量方法，其特征为“碟形”浮子式压力探头浮于两种液体交界面，测出此处的液体压力。

2.根据权利要求2浮子压力探头漂浮于两种液体交界面的结构设计方法，其特征为浮子压力探头自由漂浮于两种液体交界面，根据两种液体密度及浮子材料密度设计“碟形”浮子的结构参数a和b设计方法(在空间ZOY平面上，确定椭圆的短轴a和椭圆的长轴b)。

3.根据权利要求3为了适应机电一体化的传感器在液体中的使用，实现结构水密封的方法，其特征为机械式紧固弹性体水密方法。

4.根据权利要求4提高浮子式压力探头在液体中自由垂放的稳定性方法，其特征为椭圆式正交稳定板的设计和使用。

5.根据权利要求5提高液位测量精度方法，其特征为双温度电阻补偿方法。

6.根据权利要求6“碟形”浮子式压差液位传感器的测量范围从1m至所要求的最大上限值，其特征为根据测量上限值确定水密电缆长度和量程。

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