CN103217201B - 外环结构的子母电容式传感器 - Google Patents

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本发明公开了一种可应用于液位检测仪的外环结构的子母电容式传感器，包括主电容式传感器，主电容式传感器主要由外管和两端分别通过主绝缘支撑块绝缘支撑连接于外管中的内管组成，在外管和内管上分别设置有至少一个通孔，外管和内管作为主电容式传感器的两个电极；还设置有一个子电容式传感器，在外管的外面还套装有一个外套管，外套管上设置有至少一个外通孔，外套管的长度不超过外管长度的四分之三，外管和外套管作为子电容式传感器的两个电极。使用上述的子母电容式传感器，能够提高液位检测仪检测液化天然气液位的测量精度，减小测量误差。

Description

外环结构的子母电容式传感器
技术领域
本发明涉及用来检测贮罐中液化天然气液位的液位检测仪，尤其涉及到液位检测仪中的电容式传感器。
背景技术
液化天然气作为一种清洁能源其应用越来越广泛，在用来液化、贮存、运输和装载液化天然气的容器中，通常都配置有液位检测仪来检测并显示液化天然气的液位。目前常用的液位检测仪的结构包括：安装于贮罐内腔中的传感器装置，传感器装置外接信号处理器，信号处理器与液位指示器相连接；目前所用的传感器装置为一个单个的、用来检测贮罐中LNG液位的电容式传感器。电容式传感器是液位检测仪的核心部件之一，其安装于装载液化天然气的贮罐内腔中，当贮罐中灌装液化天然气后，电容式传感器中也会灌入液化天然气，并且电容式传感器的电容量会随着液化天然气液位的上升而线性增大；利用电容式传感器的上述特性，液位检测仪中的信号处理器通过检测电容式传感器的电容量，并将电容量值转换处理后输出一个实时液位信号至与信号处理器配合工作的液位指示器，实时显示贮罐中液化天然气的液位。
目前常用的电容式传感器的结构为：包括作为检测电极的外管和内管，内管的两端分别通过绝缘支撑块绝缘支撑连接于外管中，绝缘支撑块外覆盖有与外管相焊接的端盖座，外管和引出导线的金属屏蔽层电连接，内管中的电极板与引出导线的金属芯线电连接；在外管和内管上还设置有供液化天然气进出的通孔。
上述结构的液位检测仪、以及所采用的电容式传感器存在如下缺点：液化天然气的品质会因产地等因素的不同而有差异，其中，不同品质的液化天然气的介电常数的差异对电容式传感器电容量的影响最大。对于某个确定的贮罐而言，其所配置的液位检测仪在正式投入使用前就已调试好，在调试过程中通常只能选用某种确定的液化天然气——假设为液化天然气D，那么，在实际使用中，贮罐中所灌装的液化天然气的介电常数与液化天然气D的介电常数越接近，液位检测仪通过电容式传感器所检测出的液位就越接近于贮罐中的实际液位，即其检测结果就越准确；当贮罐中所灌装的液化天然气的介电常数与液化天然气D的介电常数偏离过多时，采用上述电容式传感器的液位检测仪就无法根据传感器的电容量来准确地判断出贮罐中的实际液位，也就无法准确地检测出贮罐中液化天然气的液位，就会给贮罐的正常灌装、运输和使用带来诸多不便。
发明内容
本发明的目的是提供一种能使液位检测仪准确地检测贮罐中液化天然气液位的外环结构的子母电容式传感器。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案。
外环结构的子母电容式传感器，包括主电容式传感器，主电容式传感器的结构包括：外管和位于外管中的内管，内管的两端分别通过主绝缘支撑块绝缘支撑连接于外管中，在外管和内管上分别设置有至少一个供液化天然气进出的通孔，主引出导线的金属屏蔽层与外管电连接，主引出导线的金属芯线与内管电连接，使外管和内管作为主电容式传感器的两个电极；其特点是：还设置有一个子电容式传感器，子电容式传感器的结构包括：在外管的外面还套装有一个外套管，外套管的两端分别通过子绝缘支撑块绝缘支撑连接在外管上，外套管上设置有至少一个供液化天然气进出的外通孔，外套管的长度不超过外管长度的四分之三，子引出导线的金属屏蔽层与外管电连接，子引出导线的金属芯线与外套管电连接，使外管和外套管作为子电容式传感器的两个电极。
进一步地，前述的外环结构的子母电容式传感器，其中，外套管的长度不超过外管长度的二分之一。
进一步地，前述的外环结构的子母电容式传感器，其中，外套管的长度不超过外管长度的三分之一。
进一步地，前述的外环结构的子母电容式传感器，其中，在主绝缘支撑块外覆盖有与外管相焊接的端盖座。
进一步地，前述的外环结构的子母电容式传感器，其中，在内管中焊接有电极板，主引出导线的金属芯线通过螺钉与电极板电连接。
本发明的有益效果：在实际使用时，液位检测仪中的信号处理器先存储子电容式传感器被灌满液化天然气D时的满载电容量CD；在每次灌装使用时，信号处理器采集并存储子电容式传感器被灌满其它液化天然气时的满载电容量CA，并将电容量CA与CD作比较，得到反应电容量变化比例的值t，信号处理器再利用t去调整主电容式传感器的电容量，从而能提高液位的测量精度，大大减小了测量误差。或者，利用子电容式传感器每次灌装LNG时能确保被首先充满，从而计算出每次灌装的液化天然气的介电常数，从而可以预先准确地计算出主电容式传感器每次实际使用时的满载电容量，同样能提高测量精度，减小测量误差。
附图说明
图1是本发明所述的外环结构的子母电容式传感器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和优选实施例对本发明所述的外环结构的子母电容式传感器作进一步的说明。
参见图1所示，本发明所述的外环结构的子母电容式传感器，包括主电容式传感器，主电容式传感器的结构包括：外管1和位于外管1中的内管2，内管2的两端分别通过主绝缘支撑块3和31绝缘支撑连接于外管1中，在主绝缘支撑块3外覆盖有与外管1相焊接的端盖座4，在主绝缘支撑块31外覆盖有与外管1相焊接的端盖座41，通过设置端盖座4和41，一方面可以保护主绝缘支撑块3和31，另一方面使主绝缘支撑块3和31更可靠地连接于外管1和内管2之间；在外管1的两端部位分别设置有至少一个供液化天然气进出的通孔11，在内管2的两端部位分别设置有至少一个供液化天然气进出的通孔21，主引出导线6的金属屏蔽层7与外管1电连接，主引出导线6的金属芯线61与内管2电连接——本实施例中在内管2中焊接有电极板5，主引出导线6的金属芯线61及其绝缘层一起依次穿过锥形堵头、端盖座4和主绝缘支撑块3后，金属芯线61通过螺钉10与电极板5电连接，从而确保金属芯线61与电极板5稳定可靠连接，使外管1和内管2作为主电容式传感器的两个电极；锥形堵头能将外界引起的导线振动阻隔在电连接点之外，有效防止电连接点脱焊断裂。还设置有一个子电容式传感器，子电容式传感器的结构包括：在外管1的外面还套装有一个外套管8，外套管8的两端分别通过子绝缘支撑块32和33绝缘支撑连接在外管1上，外套管8上设置有至少一个供液化天然气进出的外通孔81，外套管8的长度不超过外管1长度的四分之三，优选为外套管8的长度不超过外管1长度的二分之一，更优选为外套管8的长度不超过外管1长度的三分之一，以保证在往贮罐中灌装液化天然气时，子电容式传感器能被充满并且比主电容式传感器先充满液化天然气。子引出导线62的金属屏蔽层71与外管1电连接，子引出导线62的金属芯线63与外套管8电连接，使外管1和外套管8作为子电容式传感器的两个电极。
在实际使用时，将本发明所述的外环结构的子母电容式传感器安装于贮罐中，并且使外套管8位于贮罐底部，这样可以确保在每次灌装时，子电容式传感器能被灌满并且始终比主电容式传感器先灌满液化天然气。液位检测仪中的信号处理器先存储子电容式传感器被灌满液化天然气D时的满载电容量CD；在每次灌装使用时，信号处理器采集并存储子电容式传感器被灌满其它液化天然气时的满载电容量CA，并将电容量CA与CD作比较，得到反应电容量变化比例的值t，信号处理器再利用t去调整主电容式传感器的电容量，从而能提高液位的测量精度，大大减小了测量误差。或者，利用子电容式传感器每次灌装LNG时能确保被首先充满，从而计算出每次灌装的液化天然气的介电常数，从而可以预先准确地计算出主电容式传感器每次实际使用时的满载电容量，同样能提高测量精度，减小测量误差。

Claims (5)

1.外环结构的子母电容式传感器，包括主电容式传感器，主电容式传感器的结构包括：外管和位于外管中的内管，内管的两端分别通过主绝缘支撑块绝缘支撑连接于外管中，在外管和内管上分别设置有至少一个供液化天然气进出的通孔，主引出导线的金属屏蔽层与外管电连接，主引出导线的金属芯线与内管电连接，使外管和内管作为主电容式传感器的两个电极；其特征在于：还设置有一个子电容式传感器，子电容式传感器的结构包括：在外管的外面还套装有一个外套管，外套管的两端分别通过子绝缘支撑块绝缘支撑连接在外管上，外套管上设置有至少一个供液化天然气进出的外通孔，外套管的长度不超过外管长度的四分之三，子引出导线的金属屏蔽层与外管电连接，子引出导线的金属芯线与外套管电连接，使外管和外套管作为子电容式传感器的两个电极。
2.根据权利要求1所述的外环结构的子母电容式传感器，其特征在于：外套管的长度不超过外管长度的二分之一。
3.根据权利要求2所述的外环结构的子母电容式传感器，其特征在于：外套管的长度不超过外管长度的三分之一。
4.根据权利要求1或2或3所述的外环结构的子母电容式传感器，其特征在于：在主绝缘支撑块外覆盖有与外管相焊接的端盖座。
5.根据权利要求1或2或3所述的外环结构的子母电容式传感器，其特征在于：在内管中焊接有电极板，主引出导线的金属芯线通过螺钉与电极板电连接。
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