CN102928050A

CN102928050A - 一种无测量盲区的多段导纳液位界面仪

Info

Publication number: CN102928050A
Application number: CN2012104099040A
Authority: CN
Inventors: 朱更君; 于浩业
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-10-24
Filing date: 2012-10-24
Publication date: 2013-02-13

Abstract

本发明涉及一种无测量盲区的多段导纳液位界面仪，自上而下包括导纳变送器、转接腔体、法兰盘和传感器；所述传感器上部设有固定用法兰盘，所述法兰盘上部设有导纳变送器，所述导纳变送器通过所述转接腔体固定在所述法兰盘的上部；其特征在于：所述传感器包括至少两支以上的多段导纳测量电极组、过渡管、屏蔽电缆和支撑体，所述多段导纳测量电极组通过所述过渡管固定在所述法兰盘的下部。本发明的有益效果为：可以实现自动校准，并且可以测量混存介质的多个界面；各测量电极间不存在测量盲区；测量电极间的绝缘间隙大；显著改善物料粘稠或结晶、结蜡时带来的挂料干扰问题；在高精度或大量程测量场合，加工装配简单。

Description

一种无测量盲区的多段导纳液位界面仪

技术领域

本发明属于测量领域，具体涉及一种无测量盲区的多段导纳液位界面仪。

背景技术

采用射频导纳测量物料高度是传感测量领域的常用技术手段，现有技术中的射频导纳料位计具有结构简单，调试方便等优点，在国内外都有广泛应用。专利US005701084A中的射频导纳料位计，使用过程中要求测量物料的介电系数恒定，但是物料的介电系数通常随温度、压力、密度等物理参数变化，所以应用过程中，需要人员根据物料的状态经常调节测量电路的参数。

为了解决物料介电系数变化对测量精度的影响，一种方法是采用分段结构的传感器，通过各段测量及所测的物料信号的比较、运算，消除物料介电常数变化带来的影响。结构上通常采用在钢性管垂直方向分段，段间绝缘的方式。这种结构有如下不足：1、各测量段间有绝缘区即测量盲区；2、大量程的杆式传感器生产工艺复杂，不易运输和安装；3、测量固体物料时，传感器易弯曲变形而导致损坏；4、如果测量潮湿或导电物料，探头外部需有绝缘层，绝缘层在测量块状物料时因为易磨损而导致传感器损坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种无测量盲区的多段导纳液位界面仪，解决了传统射频导纳液位计在物料介电常数变化时不能实现自动校准的问题，还解决了此前分段式射频导纳液位计各测量段间存在测量盲区的问题，以及各测量段间的绝缘间隙过小而导致的测量段间的干扰问题，特别是物料粘稠或结晶、结蜡时带来的挂料干扰问题，弥补了现有技术中的不足之处。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种无测量盲区的多段导纳液位界面仪，自上而下包括导纳变送器、转接腔体、法兰盘和传感器；所述传感器上部设有固定用法兰盘，所述法兰盘上部设有导纳变送器，所述导纳变送器通过所述转接腔体固定在所述法兰盘的上部；所述传感器包括至少两支以上的多段导纳测量电极组、过渡管、屏蔽电缆和支撑体，所述多段导纳测量电极组通过所述过渡管固定在所述法兰盘的下部。

进一步地，本发明的技术方案还可以是：

每支所述多段导纳测量电极组包括金属管式电极、管式绝缘体和绝缘管，多个所述金属管式电极和多个所述管式绝缘体垂直方向交替排列呈管状，且外部套设所述绝缘管，从而构成一支具有刚性和柔性的非连续测量的所述多段导纳测量电极组。

所述各金属管式电极分别焊接有屏蔽电缆，所述屏蔽电缆从所述金属管式电极的内部穿出，通过所述法兰盘及所述转接腔体继而与所述导纳变送器连接。

所述各支多段导纳测量电极组中的金属管式电极与所述绝缘体在传感器的长度方向交替排列，在传感器量程内的任一高度有且只有一金属管式电极，从而使传感器量程内无测量盲区。

在所述多段导纳测量电极组的长度方向每隔一定间隔设置有所述支撑体；所述支撑体由绝缘材料制成；所述每个支撑体上设有多个固定圆孔和一个缺口，所述固定圆孔的数量等于所述多段导纳测量电极组的数量减1；所述各多段导纳测量电极组分别顺次穿过所述固定圆孔和所述缺口；其中，穿过所述固定圆孔的所述多段导纳测量电极组的管式绝缘体与所述固定圆孔采用机械结构或胶黏剂固定形成刚性连接结构。

所述多段导纳测量电极组有3支。

所述传感器还包括辅助电极；所述多段导纳测量电极组收纳于所述辅助电极内。

所述辅助电极是其管壁设有多个开孔的金属管或者由金属网卷管而成的。

本发明的有益效果为：

1、在物料介电常数变化时可以实现自动校准，并且可以测量混存介质的多个界面。

2、各测量电极间不存在测量盲区。

3、各测量电极间的绝缘间隙大，显著改善物料粘稠或结晶、结蜡时带来的挂料干扰问题。

4、在高精度或大量程测量场合，加工装配简单。

附图说明

下面根据附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明实施例所述的传感器的总装示意图；

图2是本发明实施例所述的多段导纳测量电极组的装配示意图；

图3是本发明实施例所述的多段导纳测量电极组的剖视图；

图4是本发明实施例所述的支撑体的结构示意图；

图5是本发明实施例所述的变送器的电路原理框图。

图中：

1、多段导纳测量电极组；2、辅助电极；3、过渡管；4、法兰盘；5、转接腔体；6、金属管式电极；7、管式绝缘体；8、绝缘管；9、屏蔽电缆；10、支撑体；11、固定圆孔；12、缺口。

具体实施方式

如图1-4所示，一种无测量盲区的多段导纳液位界面仪，自上而下包括导纳变送器、转接腔体5、法兰盘4和传感器；所述传感器上部设有固定用法兰盘4，所述法兰盘4上部设有导纳变送器，所述导纳变送器通过转接腔体5固定在所述法兰盘4的上部；所述传感器包括至少两支以上的多段导纳测量电极组1、过渡管3、屏蔽电缆9和支撑体10，所述多段导纳测量电极组1通过所述过渡管固定在所述法兰盘4的下部；

每支所述多段导纳测量电极组1包括金属管式电极6、管式绝缘体7和绝缘管8，多个所述金属管式电极6和多个所述管式绝缘体7垂直方向交替排列呈管状，且外部套设所述绝缘管8，从而构成一支具有刚性和柔性的非连续测量的所述多段导纳测量电极组1；

所述各金属管式电极6分别焊接有屏蔽电缆9，所述屏蔽电缆9从所述金属管式电极6的内部穿出，通过所述法兰盘4及所述转接腔体5继而与所述导纳变送器连接；

在所述多段导纳测量电极组1的长度方向每隔一定间隔设置有所述支撑体10；所述支撑体10由绝缘材料制成；每支所述多段导纳测量电极组1分别顺次穿过所述支撑体10并与所述支撑体10固定连接从而形成刚性连接结构；

所述各支多段导纳测量电极组1中的金属管式电极6与所述绝缘体在传感器的长度方向交替排列，在传感器量程内的任一高度有且只有一金属管式电极6，从而使传感器量程内无测量盲区。

进一步地，本发明的技术方案还可以是：

采用机械结构或胶黏剂将所述多段导纳测量电极组1与所述支撑体10固定在一起。

所述每个支撑体10上设有多个固定圆孔11和一个缺口12，所述固定圆孔11的数量等于所述多段导纳测量电极组1的数量减1；所述各多段导纳测量电极组1分别穿过所述固定圆孔11和所述缺口12形成刚性连接结构。

所述多段导纳测量电极组1有3支。

所述传感器还包括辅助电极2；所述多段导纳测量电极组1收纳于所述辅助电极2内。

所述辅助电极2是其管壁设有多个开孔的金属管或者由金属网卷管而成的。

所述过渡管3由金属或者绝缘材料制成。

所述转接腔体5为密封结构。

采用两支或两支以上的平行分布的多段导纳测量电极组来测量料位及混存介质的界面，两支或两支以上的多段导纳测量电极组中的金属管式电极交替互补结构辅助电极共同形成一支无测量盲区的连续测量液位传感器；对于小量程的液位或界面测量场合，需要至少两支以上的多段测量电极组。对于较大量程或需要高精度的液位或界面测量场合，需要至少三支以上的多段测量电极组；所述辅助电极由金属管加工成多孔结构或者由金属网卷管而成，用于增强测量信号；所述过渡管由金属或者绝缘材料制成，主要作用是使传感器的有效测量部分通过法兰盘和料仓仓壁深入料仓内；所述转接腔体为密封结构，以便隔离料仓内外环境。

由于各支多段导纳测量电极组中的金属管式电极交替排列，所以在传感器量程内的任一高度均有一段金属管式电极，所以只要将缺口位置对准其中一支电极组中的金属管式电极，支撑体的其他固定圆孔必然对应在其他多段导纳测量电极组的绝缘体部分。在不同高度将绝缘体与支撑体采用机械结构或胶黏剂可以将电极组固定，同时不影响任意一段金属管式电极的测量；支撑体的独特结构可以减少挂料并有效避免了支撑体对测量电极的影响。

如图5所示，所述变送器由射频信号发生器、信号放大器、信号幅值、相位测量电路、屏蔽驱动放大器、电流输出、电源电路，液晶显示单元、设置键和变送器外壳组成；通过智能变送器对各段测量电极采集的信号进行处理、运算可消除物料介电常数变化对测量精度的影响，在物料介电常数变化时能够实现自动校准；变送器在测量某一段电极时，通过多路开关将其他电极以及所有电极的金属屏蔽网全部接入屏蔽驱动电路，这样可以消除其他电极对测量的影响，提高测量精度。

上述对本发明的具体实施例加以说明，但并不能作为本发明的保护范围，凡是依据本发明中的设计精神所作出的等效变化或修饰，均应认为落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种无测量盲区的多段导纳液位界面仪，自上而下包括导纳变送器、转接腔体、法兰盘和传感器；所述传感器上部设有固定用法兰盘，所述法兰盘上部设有导纳变送器，所述导纳变送器通过所述转接腔体固定在所述法兰盘的上部；其特征在于：所述传感器包括至少两支以上的多段导纳测量电极组、过渡管、屏蔽电缆和支撑体，所述多段导纳测量电极组通过所述过渡管固定在所述法兰盘的下部。

2.根据权利要求1所述的无测量盲区的多段导纳液位界面仪，其特征在于：每支所述多段导纳测量电极组包括金属管式电极、管式绝缘体和绝缘管，多个所述金属管式电极和多个所述管式绝缘体垂直方向交替排列呈管状，且外部套设所述绝缘管，从而构成一支具有刚性和柔性的非连续测量的所述多段导纳测量电极组。

3.根据权利要求2所述的无测量盲区的多段导纳液位界面仪，其特征在于：所述各金属管式电极分别焊接有屏蔽电缆，所述屏蔽电缆从所述金属管式电极的内部穿出，通过所述法兰盘及所述转接腔体继而与所述导纳变送器连接。

4.根据权利要求3所述的无测量盲区的多段导纳液位界面仪，其特征在于：所述各支多段导纳测量电极组中的金属管式电极与所述绝缘体在传感器的长度方向交替排列，在传感器量程内的任一高度有且只有一金属管式电极，从而使传感器量程内无测量盲区。

5.根据权利要求3所述的无测量盲区的多段导纳液位界面仪，其特征在于：在所述多段导纳测量电极组的长度方向每隔一定间隔设置有所述支撑体；所述支撑体由绝缘材料制成；所述每个支撑体上设有多个固定圆孔和一个缺口，所述固定圆孔的数量等于所述多段导纳测量电极组的数量减1；所述各多段导纳测量电极组分别顺次穿过所述固定圆孔和所述缺口；其中，穿过所述固定圆孔的所述多段导纳测量电极组的管式绝缘体与所述固定圆孔采用机械结构或胶黏剂固定形成刚性连接结构。

6.根据权利要求1-5任一项所述的无测量盲区的多段导纳液位界面仪，其特征在于：所述多段导纳测量电极组有3支。

7.根据权利要求1所述的无测量盲区的多段导纳液位界面仪，其特征在于：所述传感器还包括辅助电极；所述多段导纳测量电极组收纳于所述辅助电极内。

8.根据权利要求7所述的无测量盲区的多段导纳液位界面仪，其特征在于：所述辅助电极是其管壁设有多个开孔的金属管或者由金属网卷管而成的。