CN102589646B - U形电容式液位计 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了U形电容式液位计，它由电极绝缘外套管、变送器外壳、显示器、变送电路、内电极、法兰、外电极组成；其中变送电路由电源电路、脉冲输出电路、阶跃时间积分电路和RC阶跃电路组成。本发明的优点：1.电极套管因采用U形结构设计，变化面积是杆式的双倍，这样使测量更稳定、精确。2.采用了性能优良的聚四氟乙稀管做材料，该材料具有以下优良特点：耐高温、耐腐蚀、耐气候、高润滑、不粘性、无毒害和优异的电气性能，在温度、压力聚变，糖蜜粘附、糖蜜结晶、积垢，电介系数受温度影响的情况下都能完美、精确测量液位。
Description
技术领域
本发明涉及一种物料液位测量装置。具体是U形电容式液位计。
背景技术
目前糖厂蒸发罐液位的测量，均采用差压原理，由于蒸发罐内压力、温度不稳定，且蒸发过程糖液锤度在不断变化，加上积垢的影响，使得液位测量不准确，严重影响蒸发过程DCS控制系统。
目前的电容式液位变送器，都是应用在工作环境良好的场合。故在其它工业场合使用是没问题的，而应用在条件要求苛刻的场合却要面临许多使用极限的限制。如糖厂蒸发罐液位的测量、糖厂气送罐液位的测量。经调查试验发现，大多数电极在初期是可以正常工作完成测量的，但经过一些时间后同样出现了许多该产品不能克服的问题。关键是绝缘电极的绝缘涂层太脆弱，在安装过程中极容易损伤，而在使用过程中还要面临温度、压力、结晶等聚变的考验，气送罐在使用一段时间后要用高温高压蒸气清洗，而电极绝缘涂层根本经不起这种恶劣的环境，在使用过程中便经常发生电极漏电而不能正常工作的情况。另外该绝缘涂层不具不粘性，受糖蜜粘附影响，测量结果大受影响。而使用绝缘套管的电极使用的材料为普通材料，电介系数随温度变化而变化较大，也直接影响了测量结果。同样地该绝缘套管也不具不粘性，受糖蜜粘附影响，测量结果也大受影响。特别有些绝缘套管采用堵塞方式密封绝缘管套末端，在温度、压力聚变的情况下没多久便失去密封性，继而也发生了电极漏电的情况。
发明内容
本发明为了克服现有技术缺陷，提供一种结构独特，能在高温、物料粘度大、结晶、积垢严重等环境下正常测量的U形电容式液位计。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
U形电容式液位计由电极绝缘外套管、变送器外壳、显示器、变送电路、内电极、法兰、外电极组成；其中变送电路由电源电路、脉冲输出电路、阶跃时间积分电路和RC阶跃电路组成。
各元件的连接
内电极套入电极绝缘外套管内形成U形，U形电极绝缘外套管的两端均穿过法兰与法兰连接，其中：内电极的一端与变送电路的输入正极连接，另一端电极绝缘外套管为封口管；外电极与内电极平行，外电极焊接在法兰的中部，外电极与法兰下方的内电极同长；变送电路的输入负极与变送器外壳相连接后、再与外电极连接；显示器输出的DC24V连接到变送电路的电源电路24VDC输入端，DC24V通过电源电路依次与RC阶跃电路、阶跃时间积分电路和脉冲输出电路连接；脉冲输出电路的输出端与显示器脉冲输入端连接。
上述电极绝缘外套管为聚四氟乙稀材料。
上述内电极和外电极为不锈钢材料。
本发明与现有技术比较的效益是：
1.电极套管为U形结构，应用本发明时电极两端均在测量物料的容器外面，不会发生电极漏电的情况，该结构还增加了电极的相对面积，因采用U形结构设计，变化面积是杆式的双倍，这样使测量更稳定、精确。
2.采用了性能优良的聚四氟乙稀管做材料，该材料具有以下优良特点：
耐高温-长期使用温度200～260度，耐低温-在-100度时仍柔软；耐腐蚀-能耐王水和一切有机溶剂；耐气候-塑料中最佳的老化寿命；高润滑-具有塑料中最小的摩擦系数(0.04)；不粘性-具有固体材料中最小的表面张力而不粘附任何物质；无毒害-具有生理惰性；优异的电气性能，是理想的C级绝缘材料，报纸厚的一层就能阻挡1500V的高压；比冰还要光滑。聚四氟乙烯材料，广泛应用在国防军工、原子能、石油、无线电、电力机械、化学工业等重要部门。
如上所述，之前的温度、压力聚变问题，糖蜜粘附、结晶、积垢问题，电介系数受温度影响问题，绝缘层损伤问题等，都得到完美解决。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图中：电极绝缘外套管1、变送器外壳2、显示器3、变送电路4、内电极5、法兰6、外电极7。
图2是本发明的变送电路结构示意图。
图中：电源电路8、脉冲输出电路9、阶跃时间积分电路10、RC阶跃电路11。
具体实施方式
1.一种U形电容式液位计构造组成
内电极5与电极绝缘外套管1为U形结构，内电极5套入电极绝缘外套管1内，电极绝缘外套管1采用聚四氟乙稀材料，内电极5和外电极7为不锈钢材料，应用本发明时内电极5两端均在测量物料的容器外面。
2.一种U形电容式液位计工作原理
使用有绝缘外套的内电极5为电容的正极，外电极7、测量物料的容器金属罐壳与物料为负极，两者共同组成一个电容。随着物料液位变化与绝缘电极形成电容的相对面积也跟随变化，而电容大小与电容极板平行相对面积大小成正比例，故经电容测量变送器输出信号便实时反应了罐内液位的状态。
以下通过具体实施方式，结合附图对本发明作进一步说明。
本发明结构如图1所示，
电容式液位计，由电极绝缘外套管1、变送器外壳2、显示器3、变送电路4、内电极5、法兰6、外电极7组成，电极绝缘外套管1为聚四氟乙稀材料，内电极5和外电极7为不锈钢材料。
各元件的连接：内电极5套入电极绝缘外套管1内形成U形，U形电极绝缘外套管1的两端均穿过法兰6与法兰6连接，其中：内电极5的一端与变送电路4的输入正极连接，另一端电极绝缘外套管1为封口管；外电极7与内电极5平行，外电极7焊接在法兰6的中部，外电极7与法兰6下方的内电极5同长；变送电路4的输入负极与变送器外壳2相连接后、再与外电极7连接；
变送电路4的结构如图2所示，由电源电路8、脉冲输出电路9、阶跃时间积分电路10和RC阶跃电路11组成变送电路4。
各元件的连接：显示器3输出的DC24V输入到变送电路4的电源电路824VDC输入端，DC24V从电源电路8经调整后依次输出到RC阶跃电路11、阶跃时间积分电路10和脉冲输出电路9进行供电，内电极5与外电极7分别接入到RC阶跃电路11的正极和负极输入端，RC阶跃电路11对电极电容进行变换输入到阶跃时间积分电路10进行时间积分后输入到脉冲输出电路9进行调整脉冲输出量，最后回到显示器3脉冲输入端。
Claims (3)
1.U形电容式液位计，其特征在于，由电极绝缘外套管、变送器外壳、显示器、变送电路、内电极、法兰、外电极组成；其中变送电路由电源电路、脉冲输出电路、阶跃时间积分电路和RC阶跃电路组成；
各元件的连接：
内电极与电极绝缘外套管为U形，内电极套入电极绝缘外套管内，电极绝缘外套管的两端均穿过法兰与法兰连接，其中：内电极的一端与变送电路的输入正极连接，另一端电极绝缘外套管为封口管；外电极与内电极平行，外电极焊接在法兰的中部，外电极与法兰下方的内电极同长；变送电路的输入负极与变送器外壳相连接后、再与外电极连接；显示器输出的DC24V连接到变送电路的电源电路24VDC输入端，DC24V通过电源电路依次与RC阶跃电路、阶跃时间积分电路和脉冲输出电路连接；脉冲输出电路的输出端与显示器脉冲输入端连接。
2.根据权利要求求1所述的U形电容式液位计，其特征在于，所述电极绝缘外套管为聚四氟乙稀材料，内部导电电极为不锈钢材料。
3.根据权利要求求1所述的U形电容式液位计，其特征在于，所述内电极和外电极为不锈钢材料。
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