CN104236673A - 复合式液位传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种复合式液位传感器，包括：带有电连接器(5)的安装盘(3)，连接在安装盘(3)台阶端面上由内管(2)、外管(1)两个同轴心电极组成的电容管。安装盘(3)中装有连接电容管两个电极和电连接器(5)的信号转换模块(4)，电容管电极直接与信号转换电路相连接，该信号转换模块(4)将来自电容管的电容信号转换成电压信号，并通过电连接器(5)将该电压信号送至信号处理器。本发明不仅减小了电容信号在传输过程中耦合输入对测量结果的影响，而且消除了电容管加工误差造成电容一致性差的问题，实现了传感器的集成化，具有测量一致性好、安装后无需校准等特点。

Description

复合式液位传感器

技术领域

本发明涉及一种适用于不导电液体液位测量的复合式油位传感器，更具体地说，本发明是将信号转换模块与传统电容式液位传感器复合在一起，实现的一种集成化液位传感器。

背景技术

液位测量在航空、航天、石油、化工等行业有着非常广泛的应该范围，因此液位的精确、稳定测量有着重要的意义。传感器是实现液位测量的基础，其测量精度、可靠性、稳定性、抗干扰能力直接影响到其他管理、控制系统的综合效能。目前液位测量大多使用主要由外管、内管、安装盘及电连接器组成的传统电容式传感器。传统的测量系统中，传感器安装在液体容器内，信号处理器则安装在设备舱里，两者往往相距很远，因此传感器要通过很长的电缆与信号处理器相连。由于传感器输出的电容信号，一般为几十pF至几百pF，容易受电缆注入信号的影响，抗干扰能力差。另外，受加工工艺的影响，同一型号的传感器加工完后，干电容值不尽相同，一致性差，造成每次安装、更换传感器时必须重新进行零、满位校准，造成极大的不便与浪费。因此，设计和开发一种一致性好、抗干扰能力强，无需校准的传感器有着重要的意义。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的不足之处，提供一种一致性好，抗干扰能力强，更换后无需校准的复合式液位传感器，以解决现有技术中存在的上述问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种复合式液位传感器，包括：带有电连接器的安装盘，连接在安装盘台阶端面上由内管、外管两个同轴心电极组成的电容管。其特征在于，安装盘中装有连接电容管两个电极和电连接器的信号转换模块，电容管电极直接与信号转换电路相连接，信号转换模块将来自电容管的电容信号转换成电压信号，并通过电连接器将电压信号送至信号处理器。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果。

本发明将信号转换模块组合在安装盘内，使内、外管的电极直接与信号转换电路相连接，直接将电容管两个电极传输来的液位信号转换成与之相对应的电压信号(0～10V)，并送至信号处理器。相比于传统电容式传感器，消除了电容信号的传输途径，减小了电缆注入信号对最终测量结果的影响，提高了传感器的抗干扰能力。另外在传感器安装之前，就可以通过信号转换模块中的调零、调满电阻来对传感器的零、满位电压值进行调整，保证产品的一致性。保证产品一致性就使传感器安装后无需校准，进而解决了每次安装、更换传感器时进行校准的不便，降低了反复校准导致的浪费。既解决了加工工艺造成的干电容一致性差的问题，同时方便了安装、维修人员的操作，降低了成本。

本发明不仅减小了电容信号在传输过程中耦合输入对测量结果的影响，而且消除了电容管加工误差造成电容一致性差的问题，实现了传感器的集成化，具有测量一致性好、安装后无需校准等特点。

附图说明

下面结合附图和实施例进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

图1是本发明复合式液位传感器的构造示意图。

图2是本发明的信号转换模块的电路原理示意图。

图中：1.外管，2.内管，3.安装盘，4.信号转换模块，5.电连接器，6.调节盖、7.上定位护套，8.下定位护套。

具体实施方式

在以下实施例中将进一步举例说明本发明，这些实施例仅用于说明本发明而对本发明没有限制。

参阅图1。在以下描述的实施例中，复合式液位传感器包括：带有电连接器5的安装盘3，通过安装盘3端面法兰盘台阶孔轴向连接的上外管1，内管2心电极同轴装配在外管1内组成电容管，电容管通过上定位护套7定位固联于安装盘3的端面台阶轴孔内。外管1和内管2同轴心组成的电容管是传感器的测量部分。安装盘3管体上装配的调节盖6是为装配时便于调整，提高工艺性的装置。外管1、内管2由下定位护套8定位与固定。信号转换模块4组合在安装盘3筒体中，外管1、内管2内壁固联的导线通过安装盘3端面孔电连接信号转换模块4，即外管1、内管2直接通过导线与信号转换模块4相连。信号转换模块4输出端电连接电连接器5。外管1和内管2分别为测量电容的两个电极，随着液位的变化，两个电极之间形成的电容量将发生改变。电容管将容器内的液位信号的变化转换成电容量的变化，信号转换模块4将该电容信号转换成电压信号，并通过电连接器5将该电压信号送至油量测量计算机。

参阅图2，信号转换模块4由连接电源组件电路的整流滤波电路和电容电压C/V转换电路组成，C/V转换电路串联整流滤波电路输出0～10VDC直流电压。电源组件电路包括顺次串联的滤波电路、过压保护电路、限流电路和稳压电路。电源组件电路是用于直接接收飞机上+28V直流电源，并向C/V转换电路和整流滤波电路提供12V直流稳压。在C/V转换电路上并联有调零电位计和调满电位计，传感器的空、满液位电压值由所述调零、调满电位计来调整。在C/V转换电路上并联的调零电位计和调满电位计可以是并联的调零电阻和调满电阻。调零电阻和调满电阻是分别对来自传感器测量电容的零位电压值和满位电压值进行调节的可变电阻。

C/V转换电路将外管1和内管2之间的电容量转换成与之对应的电压量，该电压信号经整流滤波电路后，变成平稳的0～10V直流电压量，并通过电连接器5送至信号处理器。

Claims (8)

1.一种复合式液位传感器，包括：带有电连接器(5)的安装盘(3)，连接在安装盘(3)台阶端面上由内管(2)、外管(1)两个同轴心电极组成的电容管，其特征在于，安装盘(3)中装有连接电容管两个电极和电连接器(5)的信号转换模块(4)，电容管电极直接与信号转换电路相连接，该信号转换模块(4)将来自电容管的电容信号转换成电压信号，并通过电连接器(5)将该电压信号送至信号处理器。

2.根据权利要求1所述的复合式液位传感器，其特征在于，信号转换模块(4)组合在安装盘内，外管(1)、内管(2)直接通过导线与信号转换模块(4)相连，信号转换模块(4)输出端电连接电连接器(5)，直接输出0～10V直流电压信号。

3.根据权利要求1所述的复合式液位传感器，其特征在于，信号转换模块(4)由连接电源组件电路的整流滤波电路和电容电压C/V转换电路组成，C/V转换电路串联整流滤波电路输出0～10VDC直流电压。

4.根据权利要求3所述的复合式液位传感器，其特征在于，电源组件电路包括顺次串联的滤波电路、过压保护电路、限流电路和稳压电路，并向C/V转换电路和整流滤波电路提供12V直流稳压。

5.根据权利要求4所述的复合式液位传感器，其特征在于，在C/V转换电路上并联有调零电位计和调满电位计，传感器的空、满液位电压值由所述调零、调满电位计来调整。

6.根据权利要求5所述的复合式液位传感器，其特征在于，调零、调满电位计是并联的调零电阻和调满电阻。

7.根据权利要求6所述的复合式液位传感器，其特征在于，调零电阻和调满电阻是分别对来自传感器测量电容的零位电压值和满位电压值进行调节的可变电阻。

8.根据权利要求4所述的复合式液位传感器，其特征在于，所述的C/V转换电路将外管(1)和内管(2)之间的电容量转换成与之对应的电压信号，该电压信号经整流滤波电路变成平稳的0～10V直流电压量。