CN110686753A - 液位测量传感器及液位计 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种液位测量传感器及液位计。液位测量传感器包括传感器本体和感器引线，所述传感器本体呈柱状且包括外部金属电极、内部金属电极以及绝缘包覆层，所述绝缘包覆层包覆在所述内部金属电极的外表面，所述外部金属电极间隔套设在所述绝缘包覆层的外侧，且所述外部金属电极的侧壁上设置有导孔，所述传感器引线的一端伸入所述传感器本体的内部且所述传感器引线的引线芯线与所述内部金属电极电连接，所述传感器引线的另一端用于与液位计的液位计表头电连接，所述外部金属电极与所述传感器引线的外层屏蔽层电连接，所述传感器本体的径向尺寸为5mm～10mm。该液位测量传感器能够有效减小待检测液体的温度损失。

Description

液位测量传感器及液位计

技术领域

本公开涉及传感器技术领域，具体地，涉及一种液位测量传感器和具有该液位测量传感器的液位计

背景技术

液位计是一种用于测量液体介质高低的器件，常见的液位计有如磁浮式液位计、压力式液位计、磁翻板液位计等。

相关技术中，有的液位计将液位计的传感器设置在待检液体中，通过将液体高度转换为电容信号，进而通过测量到的电容信号来判断液位的高低。但是，在实际作业中，当采用该种方式对液位进行测量时，容易造成待检测液体的温度损失，尤其对于低温液体而言，例如液氮，温度损失尤为严重。

发明内容

本公开的目的是提供一种液位测量传感器及液位计，该液位测量传感器能够有效减小待检测液体的温度损失。

根据本公开的一方面，提供了一种液位测量传感器，包括传感器本体和感器引线，所述传感器本体呈柱状且包括外部金属电极、内部金属电极以及绝缘包覆层，所述绝缘包覆层包覆在所述内部金属电极的外表面，所述外部金属电极间隔套设在所述绝缘包覆层的外侧，且所述外部金属电极的侧壁上设置有导孔，所述传感器引线的一端伸入所述传感器本体的内部且所述传感器引线的引线芯线与所述内部金属电极电连接，所述传感器引线的另一端用于与液位计的液位计表头电连接，所述外部金属电极与所述传感器引线的外层屏蔽层电连接，所述传感器本体的径向尺寸为5mm～10mm。

可选地，所述液位测量传感器还包括引线连接件，所述引线连接件包括端盖部和连接套管，所述连接套管套设在所述传感器引线上并与所述传感器引线的外层屏蔽层导电接触，所述端盖部盖合在所述外部金属电极的端部并与所述外部金属电极形成电连接。

可选地，所述液位测量传感器还包括绝缘保护管、金属套管、以及设置于所述外部金属电极的引线端的连接套管，所述传感器引线的屏蔽层与所述连接套管电连接，所述金属套管紧固套设所述传感器引线和所述连接套管，以使两者紧固相连，所述缘保护管紧固套设所述金属套管及所述传感器引线以使两者紧固相连。

可选地，所述外部金属电极的引线端设置有连接套管，所述传感器引线包括由内至外依次套设的引线芯线、第一绝缘层、第一屏蔽层、第二绝缘层、第二屏蔽层和护套层，所述连接套管套设在所述传感器引线上并与所述第二屏蔽层导电接触，所述第一屏蔽层伸入所述传感器本体的内部且不与所述内部金属电极电连接，所述第一屏蔽层与所述引线芯线等电位设置。

可选地，所述传感器本体还包括绝缘支撑件，所述绝缘支撑件焊接或粘接于所述外部金属电极的内壁且所述绝缘支撑件与所述外部金属电极的内壁之间具有供液体通过的间隙，所述内部金属电极和所述绝缘包覆层的一端固定于所述绝缘支撑件且所述绝缘包覆层的外壁与所述外部金属电极的内壁间隔开，以限定出液体容纳腔。

可选地，所述传感器本体还包括绝缘支撑件，所述绝缘支撑件包括支撑件本体和与所述支撑件本体相连的弹性部，所述弹性部的端部与所述外部金属电极的内壁相连，所述绝缘支撑件与所述外部金属电极的内壁之间具有供液体通过的间隙，所述内部金属电极和所述绝缘包覆层的一端固定于所述绝缘支撑件且所述绝缘包覆层的外壁与所述外部金属电极的内壁间隔开，以限定出液体容纳腔。

可选地，所述传感器本体还包括密封件，所述密封件设置在所述绝缘包覆层的端部，所述传感器引线穿过所述密封件，所述密封件的外壁与所述绝缘包覆层的内壁焊接，所述密封件的内壁与所述传感器引线的外壁焊接。

可选地，所述传感器本体的还包括裸导线和包覆件，所述裸导线设置在所述内部金属电极的内部并与该内部金属电极形成电连接，所述包覆件包裹所述传感器引线的引线芯线及所述裸导线，并且，所述传感器引线的引线芯线、所述裸导线、以及所述包覆件焊接于一体。

根据本公开的另一方面，提供一种液位计，该液位计包括液位计表头和上述的液位测量传感器，所述传感器引线的另一端与所述液位计表头电连接。

可选地，所述液位计还包括接线端子和绝缘导线组，所述传感器引线的另一端通过所述绝缘导线组与所述接线端子相连，所述接线端子与所述液位计表头电连接，所述传感器引线包括由内至外依次套设的引线芯线、第一绝缘层、第一屏蔽层、第二绝缘层、第二屏蔽层和护套层，所述第二屏蔽层为所述外层屏蔽层，所述引线芯线设置有外露的引线芯线接线端，所述第一屏蔽层设置有外露的第一屏蔽层接线端，所述第一绝缘层设置有第一绝缘层段，所述第二屏蔽层设置有外露的第二屏蔽层)接线端，所述第二绝缘层设置有第二绝缘层段，所述引线芯线接线端与所述第一屏蔽层接线端通过所述第一绝缘层段间隔开，所述第一屏蔽层接线端和第二屏蔽层接线端之间通过所述第二绝缘层段间隔开，所述绝缘导线组包括第一绝缘导线、第二绝缘导线和第三绝缘导线，所述第一绝缘导线与所述引线芯线接线端电连接，所述第二绝缘导线与所述第一屏蔽层接线端电连接，所述第三绝缘导线与所述第二屏蔽层接线端电连接。

通过上述技术方案，外部金属电极与内部金属电极之间构造成电容，测量储液罐内的液位高度时，可将传感器本体竖直放置在储液罐的液位计安装管内，并使得传感器本体至少部分位于待检测液体内。根据电容式液位计测量原理可知，绝缘包覆层与外部金属电极之间的液位高度与上述电容的值正比线性关系。因此，可将液体高度转换为电容信号，通过测量到的电容信号来判断液位的高低。这样，可预先确定液位高度在一定值(例如最大液位高度)时对应的电容值，然后根据电容值的变化情况判断出储液罐内液位的高度变化情况，从而确定现有的液位高度。其中电容的测量数值可以通过液位计表头进行显示。

由于传感器本体的径向尺寸在5mm～10mm。尺寸较小，当应用在现有常规的储液罐，例如液氮储罐内，与储液罐相比，液位测量传感器及其引线体积相对较小，与待检测液体接触的面较小，故导热能力有限，测量时可以起到对储液罐内的液体与外界的温度隔离作用，能够有效减小待检测液体的温度损失。申请人经过实验，当将本公开提供的特制规格的液位测量传感器测量常规低温储液罐的液位高度时，对液体温度和外界环境的温度隔离效果尤为明显，几乎不会造成储液罐内液体的温度损失。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一种实施方式的液位计的结构示意图；

图2是本公开一种实施方式的液位计测量液位时工作示意图，其中示出了储液罐；

图3是图1中A部分的局部剖视示意图，其中仅示出了液位测量传感器的部分零部件；

图4是本公开一种实施方式的液位测量传感器的引线端的局部剖视示意图；

图5是本公开另一种实施方式的液位测量传感器的引线端的局部剖视示意图；

图6是根据本公开一种实施方式的液位测量传感器的局部纵向剖视示意图；

图7是根据本公开一种实施方式的液位测量传感器的横向剖视示意图；

图8是根据本公开另一种实施方式的液位测量传感器的横向剖视示意图；

图9是根据本公开又一种实施方式的液位测量传感器的局部纵向剖视示意图；

图10是根据本公开又一种实施方式的液位测量传感器的横向剖视示意图；

图11是根据本公开再一种实施方式提供的液位测量传感器的横向剖视示意图；

图12是根据本公开一种实施方式提供的液位测量传感器的引线端的局部剖视示意图；

图13是根据本公开一种实施方式提供的液位测量传感器的与引线端相反的一端的局部剖视示意图；

图14是图1的B部分的局部放大示意图；

图15是图14中C部分的局部剖视示意图，其中未示出绝缘套管；

图16是图14中C部分的局部剖视示意图，其中示出了绝缘套管。

附图标记说明

100-液位测量传感器；10-传感器本体；11-外部金属电极；111-导孔；12-绝缘包覆层；13-内部金属电极；131-裸导线；132-包覆件；133-金属直条；134-金属管；14-密封件；15-导电密封件；20-传感器引线；21-引线芯线；211-引线芯线连接端；22-第一绝缘层；221-第一绝缘层段；23-第一屏蔽层；231-第一屏蔽层连接端；24-第二绝缘层；241-第二绝缘层段；25-第二屏蔽层；251-第二屏蔽层连接端；26-保护层；27-屏蔽层；271-分离部；272-结合部；30-绝缘保护管；31-保护管本体；32-端盖；321-过孔；322-端盖的内侧壁；33-金属套管；34-绝缘套管；40-引线连接件；41-端盖部；42-连接套管；50-绝缘支撑件；51-支撑件本体；52-弹性部；53-凹槽；61-第一绝缘套管；62-第二绝缘套管；63-第三绝缘套管；70-接线端子；80-绝缘导线组；81-第一绝缘导线；82-第二绝缘导线；83-第三绝缘导线；90-液位计表头；200-液位计；300-储液罐；310-液位计安装管；400-待检测液体。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词“内、外”是指相关零部件轮廓的内、外。此外，本公开实施例中使用的术语“第一”、“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。

申请人发现，在相关技术中，当采用液位测量传感器对液位进行测量时，造成待检测液体的温度损失的原因在于：由于液位测量传感器及其引线与待检测液体接触，导致待检测液体的温度通过液位测量传感器及其引线传导至外界，与外界换热，造成待检测液体的温度损失，尤其是对于低温液体，例如低温液氮，其与外界环境的温差较大，液位传感器及其引线造成的温度损失尤为明显，导致因容器内的低温液氮的温度升高而不满足要求。

有鉴于此，如图1至图16所示，本公开提供了一种液位测量传感器100及液位计200。该液位计200包括液位测量传感器100和液位计表头90。其中，如图1所示，液位测量传感器100包括传感器本体10和感器引线20。如图3和图5所示，传感器本体10呈柱状且包括外部金属电极11、内部金属电极13以及绝缘包覆层12，绝缘包覆层12包覆在内部金属电极13的外表面，外部金属电极11间隔套设在绝缘包覆层12的外侧，且外部金属电极11的侧壁上设置有用于导气和导液的导孔111，传感器引线20的一端伸入传感器本体10的内部且传感器引线20的引线芯线21与内部金属电极13电连接，传感器引线20的另一端用于与液位计200的液位计表头90电连接，外部金属电极11与传感器引线20的外层屏蔽层电连接，传感器本体10的径向尺寸为5mm～10mm，传感器引线20的径向尺寸小于传感器本体10的径向尺寸即可，这里对其具体值不作限制。

本公开提供的液位测量传感器为电容式液位测量传感器，通过上述技术方案，外部金属电极11与内部金属电极13之间构造成电容，测量储液罐300内的液位高度时，如图2所示，可将传感器本体10竖直放置在储液罐300的液位计安装管310内，并使得传感器本体10至少部分位于待检测液体400内。根据电容式液位计测量原理可知，绝缘包覆层12与外部金属电极11之间的液位高度与上述电容的值正比线性关系，因此，可将液体高度转换为电容信号，通过测量到的电容信号来判断液位的高低。这样，可预先确定液位高度在一定值例如最大液位高度时对应的电容值，然后根据电容值的变化情况判断出储液罐300内液位的高度变化情况，从而确定现有的液位高度。其中电容的测量数值可以通过液位计表头90进行显示。由于电容式液位计测量原理为本领域技术人员所熟知，这里不再赘述。

由于传感器本体10的径向尺寸在5mm～10mm。尺寸较小，当应用在现有常规的储液罐300，例如液氮储罐内，与储液罐300相比，液位测量传感器100及其引线体积相对较小，与待检测液体400接触的面较小，故导热能力有限，测量时可以起到对储液罐300内的液体与外界的温度隔离作用，能够有效减小待检测液体400的温度损失。申请人经过实验，当将本公开提供的特制规格的液位传感器100测量常规低温储液罐的液位高度时，对液体温度和外界环境的温度隔离效果尤为明显，几乎不会造成储液罐300内液体的温度损失。

优选地，在本公开的一种实施方式中，传感器本体10的径向尺寸为7mm～9mm。在该尺寸范围内，传感器本体10几乎不对储液罐300内的待检测液体300造成损失。同时，传感器本体10尺寸不至于太小，有利于加工制造。另外，可选地，传感器本体10的长度尺寸可为200mm～500mm，以适用于常规的储液罐。需要说明的是，本公开对液位测量传感器的长度尺寸不作限制，可以根据实际需要设计任意适当的值。

在本公开的一种实施方式中，如图1所示，导孔111可为多个，对个导孔111沿传感器本体10的轴向间隔布置在外部金属电极11的侧壁上，且距离传感器本体10的引线端最远的导孔111位于外部金属电极111的靠近端部的地方。

如图3所示，在本公开中，液位测量传感器100还包括引线连接件40，引线连接件40包括端盖部41和连接套管42，连接套管42套设在传感器引线20上并与传感器引线20的外层屏蔽层导电接触，端盖部41盖合在外部金属电极11的端部并与外部金属电极11形成电连接。

其中，可使端盖部41的形状及尺寸与外部金属电极11的形状及尺寸适配，以方便端盖部41方便快捷地连接到传感器本体10的外部金属电极11上，可选地，两者可焊接为一体以提升连接的可靠性。另外，如图4所示，连接套管42可插入至传感器引线20的内部，以与传感器引线20的外层屏蔽层(即图4所示的屏蔽层27)形成电连接。通过设置引线连接件40，便于传感器本体10和传感器引线20的连接。

如图4所示，在本公开的一种实施方式中，液位测量传感器100还包括绝缘保护管30、金属套管33、以及设置于外部金属电极11的引线端的连接套管42，传感器引线20的屏蔽层27与连接套管42电连接，金属套管33紧固套设传感器引线20和连接套管42，以使两者紧固相连，缘保护管30紧固套设金属套管33及传感器引线20以使两者紧固相连。

这样，通过金属套管33紧固套设该连接套管42与传感器引线20，并通过绝缘保护管30紧固套设金属套管33及传感器引线20，增强了传感器引线20与传感器本体10的连接牢固性，从而增强了传感器引线20与传感器本体10之间的抗拉强度，提高了传感器引线20与传感器本体10之间连接的可靠性和稳定性。

如图4所示，在本公开的一种实施方式中，传感器引线20可以包括由内至外依次设置的引线芯线21、第一绝缘层22、屏蔽层27以及第二绝缘层24。其中，引线芯线21及第一绝缘层22可以穿过连接套管42以与传感器本体10的内部金属电极13实现电连接。屏蔽层27可以包括分离部271和结合部272，分离部271可以与第一绝缘层22相分离并套设于连接套管42的外侧壁，即，连接套管42插接在传感器引线20的第一绝缘层22和屏蔽层27之间，增强了传感器引线20在其轴向的抗拉能力。

如图4所示，结合部272可以与第一绝缘层22贴合，第二绝缘层套24设于结合部272的外周面。金属套管33紧固套设分离部271及第二绝缘层24。该金属套管33可以使分离部271与连接套管42之间连接更加稳固，进一步增强了传感器引线20在其轴向的抗拉能力。并且，传感器引线20的第二绝缘层24也被该金属套管33压住，因此能够增强传感器引线20在其径向的抗拉能力。此外，绝缘保护管30可以紧固套设金属套管33及第二绝缘层24。通过设置绝缘保护管30，一方面可以提高该传感器引线20的绝缘效果，另外一方面也可以增加传感器引线20与金属套管33的连接稳固性，提高抗拉强度及可靠性。

作为一种可选的实施方式，如图4所示，绝缘保护管30可以构造为套筒结构，且该套筒结构可以包括保护管本体31和形成在保护管本体31一端的端盖32，端盖32上可以形成有过孔321。保护管本体31的内壁可以和金属套管33的外壁形成紧配合，从而增加保护管本体31和金属套管33之间连接的稳固性。传感器引线20可以经过孔321与连接套管42相连，且第二绝缘层24可以与过孔321的内壁形成紧配合，一方面可以增大传感器引线20在其轴向的抗拉能力，另外一方面该过孔321的内壁也可以限制传感器引线20在其径向的晃动，提高密封性的同时还能提高传感器引线20在其径向的抗拉能力。端盖32的内侧壁322可以与金属套管33的端面形成紧配合，既可以提高绝缘保护管30和连接套管42之间的牢固性还可以增强连接的密封性。

可选地，保护管本体31的内周壁可以通过热熔的方式与金属套管33的外周壁接合，端盖32也可以通过热熔的方式与金属套管33的端面接合。例如，该绝缘保护管30可以采用聚合物材料制成、该金属套管33可以采用金属材料制成，绝缘保护管30通过热熔的方式与金属套管33进行固定连接。另外，过孔431的内壁可以通过胶粘的方式与传感器引线20的第二绝缘层24固定连接。

可选地，金属套管33紧固套设在第二绝缘层24上的部分的长度范围在7.5mm～8.5mm之间。从而保证该金属套管33能够夹持足够长的传感器引线20，进而增大金属套管33与传感器引线20的接触面积，保证连接的稳固性及抗拉能力。

另外，如图4所示，液位测量传感器100还可包括绝缘管34，绝缘套管34可以设置于连接套管42的内部并与其内壁贴合。通过设置绝缘套管34，一方面可以在连接套管42处提高绝缘性能，且该绝缘套管34能够提高连接套管42的内壁及传感器引线20的第一绝缘层22之间贴合的紧密程度，更进一步提高传感器引线20与连接套管42之间连接的稳固性，提高抗拉强度及可靠性。在材料的选择上，该第绝缘套管34可采用FEP或PTEE等聚合物材料。

作为一种可选的实施方式，金属套管33可以采用冷压工艺套设传感器引线20及连接套管42，工艺操作简单且通过采用该种工艺后能够提高传感器引线20及连接套管42之间连接的牢固性，从工艺上提高传感器引线20与连接套管42连接部位的抗拉强度。

通常，传感器引线都采用单独的导线进行信号传输，当传感器引线很长或应用环境温度很低或很高时，传感器引线的各个线层之间的电容量会变化，对传感器测量的稳定性有一定的影响。有鉴于此，本公开采用传感器引线的同相屏蔽驱动方式去减小传感器引线之间的电容对传感器测量的干扰。

具体地，如图5所示，在本公开的一种实施方式中，外部金属电极11的引线端设置有连接套管42，传感器引线20包括由内至外依次套设的引线芯线21、第一绝缘层22、第一屏蔽层23、第二绝缘层24、第二屏蔽层25和护套层26，连接套管42套设在传感器引线20上并与第二屏蔽层25导电接触，第一屏蔽层23伸入传感器本体10的内部且不与内部金属电极13电连接，第一屏蔽层23与引线芯线21等电位设置。传感引线20的引线芯线21与内部金属电极13电连接。

具体地，可在进行信号测量时对第一屏蔽层23施加相对引线芯线21的同相驱动信号，使得第一屏蔽层23与传引线芯线21的电位相同，具体可由同相驱动放大器放大提供，从而消除了引线缆芯线21与第一屏蔽层23之间的电容。此等电位屏蔽法的同相驱动器的放大倍数可为1：1跟随器，从而保证引线芯线21与第一屏蔽层23等电位，消除了引线芯线21与第一屏蔽层23的容性漏电，进而消除了传感器引线20的寄生电容的影响。第一屏蔽层23除了能有效的抑制传感器引线20自身电容量变化对传感器信号测量的影响，还能有效的抑制外来信号对传感器信号测量的影响。

在本实施方式中，第一屏蔽层23与第二屏蔽层25之间的电容成了同相驱动放大器的负载，因此，同相驱动放大器是一个高输入阻抗，具有容性负载，放大倍数为A＝1的同相放大屏蔽线上有随传感器信号变化的电压。这种同相屏蔽驱动技术使传感器引线20在10米距离内不影响传感器性能。

可选地，第二屏蔽层25与电路地零电位点连接。传感器的信号最后通过引线芯线21完整的进入后端放大器进行信号测量处理。第二屏蔽屏层25接大地，保证传感器有更好的性能。

如图6至图8所示，在本公开中，传感器本体10还包括绝缘支撑件50，绝缘支撑件50焊接或粘接于外部金属电极11的内壁且绝缘支撑件50与外部金属电极11的内壁之间具有供液体通过的间隙，内部金属电极13和绝缘包覆层12的一端固定于绝缘支撑件50且绝缘包覆层12的外壁与外部金属电极11的内壁间隔开，以限定出液体容纳腔。

由于内部金属电极13和绝缘包覆层12固定在绝缘支撑件50上，且绝缘支撑件50焊接或粘接于外部金属电极11的内壁。因此，在外部金属电极11因热胀冷缩产生形变时，绝缘支撑件50仍然能够与外部金属电极11保持连接，两者之间不会分离。绝缘支撑件50依然能够将内部金属电极13和绝缘包覆层12稳固支撑在外部金属电极11的内部，从而保证了外部金属电极11、内部金属电极13之间连接的稳定性。

相比于现有技术中在两个金属电极套装后，在两者之间以过盈配合的方式设置结构件，使内部的金属电极支撑固定在外部的金属电极的方案，本公开提供的传感器能够极大程度地提升外部金属电极11和内部金属电极13之间连接的稳定性。

进一步地，绝缘支撑件50可为弹性件。这样，在外部金属电极11产生形变时，绝缘支撑件50可以通过自身的弹性形变来适应外部金属电极11产生的形变，有利于将内部金属电极13稳固在外部金属电极11的内部

可选地，绝缘支撑件50可以通过热熔焊接的方式与外部金属电极11的内壁相连，热熔焊接的连接方式能够使绝缘支撑件50与外部金属电极11的连接位置具有抗腐蚀性强和较长使用年限等优点。

在本公开中，如图7所示，外部金属电极11的横截面可构造为圆形，绝缘支撑件50的横截面构造为矩形，绝缘支撑件50的四个角的位置焊接或粘接于外部金属电极11的内壁。绝缘支撑件50可以通过四个角的部位与外部金属电极11的内壁固定连接，保证了绝缘支撑50与外部金属电极11连接的稳定性.并且，外部金属电极11的横截面为圆形且绝缘支撑件50的横截面为矩形的结构设计，使得绝缘支撑件50与外部金属电极11之间能够留出供待测液体流动的间隙，从而使液位测量传感器100能够对液体的液位进行准确地测量。

另外，如图8所示，绝缘支撑件50的横截面还可构造为三角形，绝缘支撑件50的三个角的位置焊接或粘接于外部金属电极11的内壁。

此外，如图9和图11所示，根据本公开的另一方面，提供另一种液位测量传感器，传感器本体10还包括绝缘支撑件50，绝缘支撑件50包括支撑件本体51和与支撑件本体51相连的弹性部52，弹性部52的端部与外部金属电极11的内壁相连，绝缘支撑件50与外部金属电极11的内壁之间具有供液体通过的间隙，内部金属电极13和绝缘包覆层12的一端固定于绝缘支撑件50且绝缘包覆层12的外壁与外部金属电极11的内壁间隔开，以限定出液体容纳腔。

由于绝缘支撑件50的弹性部52与外部金属电极/11的内壁相连，因此，在外部金属电极11因热胀冷缩产生形变时，弹性部52能够通过自身弹性产生的形变来适应外部金属电极11的形变，保证了外部金属电极11、内部金属电极13之间连接的稳定性。

为了能使弹性部52牢固地连接在外部金属电极11上，进一步地，弹性部52可焊接、胶粘或紧配合连接于外部金属电极11的内壁。其中，弹性部52可以通过热熔焊接的方式连接在外部金属电极11的内壁上，使弹性部52可以与外部金属电极11构造成一体连接，外部金属电极11因热胀冷缩产生形变时会带动弹性部52共同产生形变，这样，弹性部52与外部金属电极11之间连接的可靠性得以进一步增强。

如10和图11所示，弹性部52可具有多个，且多个弹性部52沿支撑件本体51的四周间隔布置。本公开对弹性部52的具体形状以及数量不作限制。可选地，弹性部52可以为片状结构，弹性部52的数量可以为如图10所示的四个或如图11所示的三个，各弹性部52沿支撑件本体51的四周间隔布置还能够方便待测液体在外部金属电极11与内部金属电极13之间流动，从而既能稳固地外部金属电极11和内部金属电极13，也能保证液位测量传感器100对待测液体有效地测量。

如图9所示，在本公开的一种实施方式中，弹性部52可倾斜设置在外部金属电极11与支撑件本体51之间。

在安装时，可先将内部金属电极13的一端焊接或粘结于支撑件本体51，再将两者共同套装并以焊接、胶粘或紧配合的方式连接于外部金属电极11的内壁。由于弹性部52是倾斜设置的，因此，操作人员可以预先按压弹性部52，使得绝缘支撑件50顺利装入外部金属电极11的内部，待释放对弹性部52的按压后，弹性部52展开，最后可将其焊接或粘结于外部金属电极11的内壁上，即可完成安装，从而方便了将内部金属电极13和绝缘支撑件50安装到外部金属电极11中的操作。

在本公开中，内部金属电极13和绝缘包覆层12可以采用任意适当的方式固定在绝缘支撑件50上，在本公开的一种实施方式中，如图6所示，绝缘支撑件50上设置有凹槽53，内部金属电极13和绝缘包覆层12的一端插接在凹槽53内。

为了提升传感器的引线端的密封性。如图12所示，在本公开中，传感器本体10还可包括密封件14，密封件14设置在绝缘包覆层12的端部，传感器引线20穿过密封件14，密封件14的外壁与绝缘包覆层12的内壁焊接，密封件14的内壁与传感器引线20的外壁焊接，即与传感器引线20的外部绝缘层焊接，在如图5所示的实施方式中，密封件14的内壁可与传感器引线20的保护层26焊接相连。

安装时，可在绝缘包覆层12的一端给密封件14预留出安装位置，即，如图12所示，在绝缘包覆层12和内部金属电极13的同一端，内部金属电极13端面与绝缘包覆层12的端面具有预设距离。

通过上述技术方案，由于传感器引线20、密封件13和内部金属电极均设置在绝缘包覆层的内部，密封件14的内壁和外壁分别与传感器引线20的外壁和绝缘包覆层12的内壁焊接，传感器引线20、密封件14和绝缘包覆层12焊接成一体共同对绝缘包覆层12的一端引线端进行密封，使得液位测量传感器本体10不会因内部金属电极13的热胀冷缩导致密封件14对绝缘包覆层12的端部密封不严，从而能够提升液位测量传感器本体10的引线端的密封性。

相较于现有技术中液位计的传感器与引线通过结构件以螺纹连接的方式共同固定在套管的内部并形成密封的方式，本公开提供的密封方式的密封性受热胀冷缩的影响更小，密封效果更好。

为了能够提升密封件14与传感器引线20、绝缘包覆层12之间的焊接效果，进一步地，传感器引线20的绝缘材料外层、密封件14和绝缘包覆层12可均为FEP材料，密封件14与传感器引线20、绝缘包覆层12之间以热熔焊接的方式连接。这里，采用FEP材料可以增加传感器引线20、密封件14和绝缘包覆层12的抗腐蚀性和抗氧化性，并且FEP材料适用于热熔焊接，使传感器引线20、密封件14和绝缘包覆层12的焊接效果能够得以加强。

本公开对密封件14的结构和形状不作限制，只要能够实现对液位测量传感器的引线端实现较好的密封连接均可。

在本公开的一种实施方式中，如图12所示，密封件14呈两端开放的圆筒状，密封件14的外端面密封件2的远离内部金属电极的端面与绝缘包覆层的端面平齐。也就是说，密封件14可以套设在传感器引线20的外部，密封件14的内壁可以紧贴于传感器引线20的外壁并与传感器引线20焊接，密封件14的外壁可以紧贴于绝缘包覆层12的内壁并与绝缘包覆层12焊接，且密封件14的外端面可以与绝缘包覆层12的端面平齐，使密封件14能够充分地填补传感器引线20与绝缘包覆层12之间的间隙。

在本公开中，为了方便密封件14的安装和焊接，如图12所示，密封件14插入绝缘包覆层12的一端内端抵接于内部金属电极13的端面。这样，在焊接密封件14时，内部金属电极13可以限制密封件14在绝缘包覆层12内沿其轴向运动，从而保证了密封件14在焊接时的稳定性，方便密封件14与传感器引线20和绝缘包覆层12的焊接。

如图13所示，在本公开中，传感器本体10的还可包括裸导线131和包覆件132，裸导线131设置在内部金属电极13的内部并与该内部金属电极131形成电连接，包覆件132包裹传感器引线20的引线芯线21及裸导线131，并且，传感器引线20的引线芯线21、裸导线131、以及包覆件132焊接于一体。

通过设置包覆件132包裹传感器引线20的引线芯线21及裸导线131并将三者焊接为一体，使得即便是在传感器本体10的整体尺寸较小，传感器引线20的引线芯线21及裸导线131非常细的情况下，也能保证实现传感器引线20的引线芯线21与裸导线131可靠连接，能够使传感器引线20与内部金属电极13电连接较为可靠，从而能够提高传感器引线20与内部金属电极13之间的电气连接效果，提高电气连接的可靠性。

作为一种可选的实施方式，传感器引线20的引线芯线21和裸导线131可以先焊接相连，包覆件132可以构造为可焊接导线，可焊接导线可以螺旋缠绕传感器引线20及裸导线131并焊接于引线芯线21及裸导线131。传感器引线20的引线芯线21和裸导线131焊接相连以后能够提高传感器引线20和裸导线131之间结构连接的稳定性及提高电气连接的稳定性，从而提高传感器引线20及内部金属电极13结构连接以及电气连接的稳定性。另外，包覆件132可以为焊接铜线或者焊接铝线等，本公开不对焊接导线的具体类型作限定。

在其他可选的实施方式中，包覆件142也可以构造为金属连接管，传感器引线20的引线芯线21及裸导线131的端部插人该金属连接管内，并对该金属连接管进行压扁处理以使传感器引线20与裸导线131紧固相连，接着可以采用焊接的方式进一步对金属连接管、传感器引线20以及裸导线131进行焊接处理，进一步提高连接的稳定性。

如图13所示，传感器本体10还可以可包括设置在内部金属电极13的内部的多根金属直条133以及金属管133，裸导线131、包覆件132、引线芯线21位于包覆件132内部的部分、以及多根金属直条133一同插入金属管134的内部并形成紧配合，形成紧配合后的金属管134可以与内部金属电极13形成电连接。通过增设多根金属直条133及金属管134，并将裸导线131、金属直条133、及包覆件132等插入金属管134的内部并形成紧配合。一方面，可以进一步地提高传感器引线20的引线芯线21与裸导线131连接的牢固性。另外一方面，形成紧配合后的金属管134在径向尺寸上远大于引线芯线21的径向尺寸，相比于现有技术中，引线芯线21直接与内部金属电极13连接的方式相比，该金属管134可以有效的增加与内部金属电极13的接触面积，进而提高连接的稳定性，提高电气连接的效果。

进一步地，如图13所示，传感器本体10还可可包括导电密封件15，上述形成紧配合后的金属管134远离传感器引线20的一端可以固定连接在该导电密封件15上，例如该金属管134远离传感器引线20的一端可以通过焊接的方式固定在导电密封件15上，或者金属管134、插设在金属管134内的金属直条133以及裸导线131，三者远离传感器引线20的端部皆可与导电密封件15焊接。

该导电密封件15还可以密封焊接于内部金属电极13远离传感器引线20的一端。作为一种可选的实施方式，上述的导电密封件15可以构造为导电金属端盖结构，固定连接有金属管15的导电金属端盖结构可以通过焊接的方式固定在内部金属电极13远离传感器引线20的一端，在实现了金属管134与内部金属电极13良好的电气连接的同时，还能对对形成为金属套筒结构的内部金属电极13的端部进行密封，提高内部金属电极3的密封性能。

可选地，包覆件132、引线芯线21位于包覆件132内部的部分、以及多根金属直条133一同插入金属管134的内部形成紧配合并采用冷压工艺进行多点压扁。首先，通过对金属管134进行多点压扁处理后，可以使得金属管134内部的包覆件132、多根金属直条133等结构贴合更加紧密，进而提高电气连接的效果；其次，将金属管134进行多点压扁处理后，更易使该金属管134插入至内部金属电极13的内部，提高该金属管134插入至内部金属电极13的内部的可操作性。

进一步地，金属管134可以采用冷压工艺进行多点压扁后插入至内部金属电极13。

在本公开中，如图1、图14至图16所示，液位计200还包括接线端子70和绝缘导线组80，传感器引线20的另一端通过绝缘导线组80与接线端子70相连，接线端子70与液位计表头90电连接.

传感器引线20包括由内至外依次套设的引线芯线21、第一绝缘层22、第一屏蔽层23、第二绝缘层24、第二屏蔽层25和护套层26，第二屏蔽层25为外层屏蔽层，引线芯线设置有外露的引线芯线接线端211，第一屏蔽层23设置有外露的第一屏蔽层接线端231，第一绝缘层22设置有第一绝缘层段221，第二屏蔽层25设置有外露的第二屏蔽层接线端251，第二绝缘层24设置有第二绝缘层段241，引线芯线接线端211与第一屏蔽层接线端231通过第一绝缘层段221间隔开，第一屏蔽层接线端231和第二屏蔽层接线端251之间通过第二绝缘层段241间隔开。

绝缘导线组80包括第一绝缘导线81、第二绝缘导线82和第三绝缘导线83，第一绝缘导线81与引线芯线接线端211电连接，第二绝缘导线82与第一屏蔽层接线端231电连接，第三绝缘导线83与第二屏蔽层接线端251电连接。

在本公开中的“外露”指的是未被其他绝缘层、屏蔽层或护套层26所覆盖。

在上述技术方案中，将传感器引线20的输出端进行处理，让引线芯线21、第一屏蔽层23和第二屏蔽层25外露，并通过第一绝缘导线81、第二绝缘导线82和第三绝缘导线83分别与其电连接，再将第一绝缘导线81、第二绝缘导线82和第三绝缘导线83与接线端子70电连接，从而通过绝缘导线组80将传感器引线20转接到接线端子70，这样可保证传感器引线20与接线端子40之间具有良好的绝缘性能和电气可靠性。

在实际操作时，可以通过对传感器引线20剥皮的方式使得引线芯线21、第一屏蔽层23和第二屏蔽层25暴露出来，以便于使其与绝缘导线电连接，且在第一屏蔽层接线端231与引线芯线21之间保留一段第一绝缘层22(即第一绝缘层段221)，在第一屏蔽层接线端23与第二屏蔽层25之间保留一段第二绝缘层24(即第二绝缘层段241)。

为了进一步增加各个接线端之间的绝缘性，如图16所示，液位计100还包括第一绝缘套管61、第二绝缘套管62和第三绝缘套管63。第一绝缘套管61套设于第一绝缘层段221，引线芯线接线端211和第一绝缘导线81的靠近传感器引线20的一端位于第一绝缘套管61内。第二绝缘套管62套设于第二绝缘层54的端部。这样，引线芯线接线端211、第一绝缘导线81、第一绝缘套管61、第一屏蔽层接线端231和第二绝缘导线82靠近传感器引线20的一端位于第二绝缘套管62内。第三绝缘套管63套设于护套层26的端部，且引线芯线接线端211、第一屏蔽层接线端231、第二屏蔽层接线端251位于第三绝缘套管63内。

在实际操作时，可以先将第一绝缘套管61穿过第一绝缘导线81套设于第一绝缘层段221，然后再将第二绝缘套管62穿过第一绝缘套管61、第一绝缘导线81和第二绝缘导线82套设于第二绝缘层24，最后再将第三绝缘套管63穿过第二绝缘套管62和绝缘导线组80套设于护套层26的端部。

因此，经过绝缘套管对各个接线端之间的包套，可以对绝缘导线与接线端之间的连接处进行保护，使得连接更加可靠。而且可以将传感器引线20的每个输出端之间进行隔离，增加了各个接线端之间的绝缘性。同时，对连接处进行遮盖后，美观性好，使用起来也更加方便。

在本公开一种实施方式中，如图15和图16所示，引线芯线接线端211、第一绝缘层段221、第一屏蔽层接线端231、第二绝缘层段241、第二屏蔽层接线端251和护套层26呈台阶状依次设置，沿传感器引线20的长度方向从引线芯线接线端211到护套层26方向，直径逐渐增大。如此设置便于在对传感器引线20剥线时操作方便，而且，也方便传感器引线20的上的各个接线端与绝缘导线之间的连接。

在本公开一种实施方式中，第一绝缘导线81与引线芯线接线端211的连接处设置有焊锡层，和/或，第二绝缘导线82与第一屏蔽层接线端231的连接处设置有焊锡层，和/或，第三绝缘导线83与第二屏蔽层接线端251的连接处设置有焊锡层。对绝缘导线与对应的接线端的连接处进行锡焊处理，增加了绝缘导线与对应的接线端之间连接的可靠性。

在本公开一种实施方式中，如图15和图16所示，第一绝缘导线81内的金属导线螺旋式缠绕于引线芯线接线端211，和/或，第二绝缘导线82的金属导线螺旋式缠绕于第一屏蔽层接线端231，和/或，第三绝缘导线83的金属导线螺旋式缠绕于第二屏蔽层接线端251。通过绝缘导线内的金属导线螺旋式缠绕于对应的接线端，能够增加二者之间连接的可靠性，便于信号传输。

在本公开一种实施方式中，如图1和图14所示，绝缘导线组80远离传感器引线80的一端与接线端子70电连接。具体地，第一绝缘导线81、第二绝缘导线82和第三绝缘导线83分别与接线端子70电连接。通过设置接线端子70，方便液位测量传感器100与液位计表头90连接。

在本公开中对绝缘套管的具体结构不作限制，可以根据需要设置。在一种实施方式中，如图16所示，第一绝缘套管61和第二绝缘套管62的两端开口，第一绝缘套管61与第一绝缘层段221过盈配合，第二绝缘套管62与第二绝缘层241过盈配合。第三绝缘套管63也可以是两端开口，且与护套层26过盈配合。两端开口的绝缘套管便于使用时操作方便。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种液位测量传感器，其特征在于，包括传感器本体(10)和感器引线(20)，所述传感器本体(10)呈柱状且包括外部金属电极(11)、内部金属电极(13)以及绝缘包覆层(12)，所述绝缘包覆层(12)包覆在所述内部金属电极(13)的外表面，所述外部金属电极(11)间隔套设在所述绝缘包覆层(12)的外侧，且所述外部金属电极(11)的侧壁上设置有导孔(111)，所述传感器引线(20)的一端伸入所述传感器本体(10)的内部且所述传感器引线(20)的引线芯线(21)与所述内部金属电极(13)电连接，所述传感器引线(20)的另一端用于与液位计(200)的液位计表头(90)电连接，所述外部金属电极(11)与所述传感器引线(20)的外层屏蔽层电连接，所述传感器本体(10)的径向尺寸为5mm～10mm。

2.根据权利要求1所述的液位测量传感器，其特征在于，所述液位测量传感器(100)还包括引线连接件(40)，所述引线连接件(40)包括端盖部(41)和连接套管(42)，所述连接套管(42)套设在所述传感器引线(20)上并与所述传感器引线(20)的外层屏蔽层导电接触，所述端盖部(41)盖合在所述外部金属电极(11)的端部并与所述外部金属电极(11)形成电连接。

3.根据权利要求1所述的液位测量传感器，其特征在于，所述液位测量传感器(100)还包括绝缘保护管(30)、金属套管(33)、以及设置于所述外部金属电极(11)的引线端的连接套管(42)，所述传感器引线(20)的屏蔽层(27)与所述连接套管(42)电连接，所述金属套管(33)紧固套设所述传感器引线(20)和所述连接套管(42)，以使两者紧固相连，所述缘保护管(30)紧固套设所述金属套管(33)及所述传感器引线(20)以使两者紧固相连。

4.根据权利要求1所述的液位测量传感器，其特征在于，所述外部金属电极(11)的引线端设置有连接套管(42)，所述传感器引线(20)包括由内至外依次套设的引线芯线(21)、第一绝缘层(22)、第一屏蔽层(23)、第二绝缘层(24)、第二屏蔽层(25)和护套层(26)，所述连接套管(42)套设在所述传感器引线(20)上并与所述第二屏蔽层(25)导电接触，所述第一屏蔽层(23)伸入所述传感器本体(10)的内部且不与所述内部金属电极(13)电连接，所述第一屏蔽层(23)与所述引线芯线(21)等电位设置。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的液位测量传感器，其特征在于，所述传感器本体(10)还包括绝缘支撑件(50)，所述绝缘支撑件(50)焊接或粘接于所述外部金属电极(11)的内壁且所述绝缘支撑件(50)与所述外部金属电极(11)的内壁之间具有供液体通过的间隙，所述内部金属电极(13)和所述绝缘包覆层(12)的一端固定于所述绝缘支撑件(50)且所述绝缘包覆层(12)的外壁与所述外部金属电极(11)的内壁间隔开，以限定出液体容纳腔。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的液位测量传感器，其特征在于，所述传感器本体(10)还包括绝缘支撑件(50)，所述绝缘支撑件(50)包括支撑件本体(51)和与所述支撑件本体(51)相连的弹性部(52)，所述弹性部(52)的端部与所述外部金属电极(11)的内壁相连，所述绝缘支撑件(50)与所述外部金属电极(11)的内壁之间具有供液体通过的间隙，所述内部金属电极(13)和所述绝缘包覆层(12)的一端固定于所述绝缘支撑件(50)且所述绝缘包覆层(12)的外壁与所述外部金属电极(11)的内壁间隔开，以限定出液体容纳腔。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的液位测量传感器，其特征在于，所述传感器本体(10)还包括密封件(14)，所述密封件(14)设置在所述绝缘包覆层(12)的端部，所述传感器引线(20)穿过所述密封件(14)，所述密封件(14)的外壁与所述绝缘包覆层(12)的内壁焊接，所述密封件(14)的内壁与所述传感器引线(20)的外壁焊接。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的液位测量传感器，其特征在于，所述传感器本体(10)的还包括裸导线(131)和包覆件(132)，所述裸导线(131)设置在所述内部金属电极(13)的内部并与该内部金属电极(13)形成电连接，所述包覆件(132)包裹所述传感器引线(20)的引线芯线(21)及所述裸导线(131)，并且，所述传感器引线(20)的引线芯线(21)、所述裸导线(131)、以及所述包覆件(132)焊接于一体。

9.一种液位计，其特征在于，该液位计(200)包括液位计表头(90)和权利要求1-8中任一项所述的液位测量传感器(100)，所述传感器引线(20)的另一端与所述液位计表头(90)电连接。

10.根据权利要求9所述的液位计，其特征在于，所述液位计(200)还包括接线端子(70)和绝缘导线组(80)，所述传感器引线(20)的另一端通过所述绝缘导线组(80)与所述接线端子(70)相连，所述接线端子(70)与所述液位计表头(90)电连接，

所述传感器引线(20)包括由内至外依次套设的引线芯线(21)、第一绝缘层(22)、第一屏蔽层(23)、第二绝缘层(24)、第二屏蔽层(25)和护套层(26)，所述第二屏蔽层(25)为所述外层屏蔽层，所述引线芯线(21)设置有外露的引线芯线接线端(211)，所述第一屏蔽层(23)设置有外露的第一屏蔽层接线端(231)，所述第一绝缘层(22)设置有第一绝缘层段(221)，所述第二屏蔽层(25)设置有外露的第二屏蔽层接线端(251)，所述第二绝缘层(24)设置有第二绝缘层段(241)，所述引线芯线接线端(211)与所述第一屏蔽层接线端(231)通过所述第一绝缘层段(221)间隔开，所述第一屏蔽层接线端(231)和第二屏蔽层接线端(251)之间通过所述第二绝缘层段(241)间隔开，

所述绝缘导线组(80)包括第一绝缘导线(81)、第二绝缘导线(82)和第三绝缘导线(83)，所述第一绝缘导线(81)与所述引线芯线接线端(211)电连接，所述第二绝缘导线(82)与所述第一屏蔽层接线端(231)电连接，所述第三绝缘导线(83)与所述第二屏蔽层接线端(251)电连接。

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