CN113390489B - 一种雷达液位计用双态式可调探针 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种雷达液位计用双态式可调探针，属于ABS材料技术领域，本发明可以通过接续网对多节单元探针进行连接，在正常状态下时，依靠接续网的可弹性形变特点，进行任意角度的弯折实现类似于线缆式探针的效果，在实际应用过程中，在将单元探针安装好之后，利用通电球进行通电，从而迫使接续网由弹性特征转变为非弹性特征，实现对单元探针的对接固定，类似于刚性探针的效果，增强雷达液位计检测时的鲁棒性，与现有技术中的线缆式探针和刚性探针相比，本发明可以根据应用时机自行调整柔硬性，操作也极为简单快捷，适用于绝大多数的工况。

Description

一种雷达液位计用双态式可调探针

技术领域

本发明涉及ABS材料技术领域，更具体地说，涉及一种雷达液位计用双态式可调探针。

背景技术

雷达，是英文Radar的音译，即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。因此，雷达也被称为“无线电定位”。雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。

雷达液位计属于通用型雷达液位计，它基于时间行程原理的测量仪表，雷达波以光速运行，运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。探头发出高频脉冲在空间以光速传播，当脉冲遇到物料表面时反射回来被仪表内的接收器接收，并将距离信号转化为物位信号。

雷达液位计(RLG)广泛用于确定储罐中所容纳的产品的填充液位。雷达液位计量通常借助于非接触式测量或借助于通常被称为导波雷达(GWR)的接触式测量来执行，通过非接触式测量将电磁信号朝向储罐中所容纳的产品辐射，通过接触式测量由用作波导传输线路的探针将电磁信号朝向产品进行引导并导入产品中。在GWR系统中，通常将探针设置成从储罐的顶部朝向储罐的底部竖向延伸。用于GWR液位计系统的探针通常设置为呈线缆式探针或刚性探针的形式。线缆式探针可以包括具有的直径在数毫米到数十毫米之间的金属线缆。刚性探针通常具有较大的直径。由于线缆式探针易于安装，因此在大型储罐——比如用于液化天然气(LNG)的可以为大约30m高的储罐——中所使用的雷达液位计中，通常使用线缆式探针。线缆式探针的安装可以包括将配重件附接至探针的底部并且简单地使探针下降至储罐中。然而，对于特定的应用来说，可能理想的是使用刚性探针，或者甚至必须使用刚性探针。刚性探针通常鲁棒性更强并且由此更耐机械磨损和损耗，但是一体式刚性探针在运输和安装上具有极大的不便，限制在诸多工况上的应用。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种雷达液位计用双态式可调探针，可以通过接续网对多节单元探针进行连接，在正常状态下时，依靠接续网的可弹性形变特点，进行任意角度的弯折实现类似于线缆式探针的效果，在实际应用过程中，在将单元探针安装好之后，利用通电球进行通电，从而迫使接续网由弹性特征转变为非弹性特征，实现对单元探针的对接固定，类似于刚性探针的效果，增强雷达液位计检测时的鲁棒性，与现有技术中的线缆式探针和刚性探针相比，本发明可以根据应用时机自行调整柔硬性，操作也极为简单快捷，适用于绝大多数的工况。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种雷达液位计用双态式可调探针，包括多节单元探针，相邻的所述单元探针之间连接有接续网，且单元探针之间相互接触，所述接续网的每个节点上均镶嵌连接有通电球，所述通电球包括外防护球、内定位球以及一对通气管，所述内定位球设于外防护球内侧，且通气管连接于外防护球和内定位球之间，且内定位球通过通气管与外防护球的外侧环境相连通，所述内定位球上开设有与接续网相匹配的对接孔，所述对接孔内滑动连接有相匹配的导电链，且导电链与接续网接触。

进一步的，所述接续网包括中空网管、导电片以及膨胀推膜，所述导电片位于中空网管靠近通电球的一端，且膨胀推膜连接于中空网管和导电片之间，所述导电片与外防护球之间连接有多根定位丝，导电片起到导电的作用，在正常伸直的状态下，导电片和导电链接触实现导电，而在接续网弯折状态下，接续网受到挤压后电流变液在膨胀推膜处进行膨胀，膨胀推膜膨胀伸展后推动导电链与导电片分离，从而实现断电，既可以有效保证通电的安全性，同时可以作为单元探针对接的标准，在单元探针未对接时接续网是受到挤压的，从而无法构成完成的通路来进行导电。

进一步的，所述导电片采用硬质导电材料制成，所述中空网管和膨胀推膜均采用弹性绝缘材料制成，且膨胀推膜的弹性优于中空网管，在中空网管受到挤压后，其内的电流变液会迫使膨胀推膜进行膨胀，从而实现对导电链的顶开动作。

进一步的，所述导电链包括一对导电端、多根弹性复位丝以及导线，所述导电端对称设置于两侧的对接孔内，所述导线连接于一对导电端之间，所述导电端通过弹性复位丝与内定位球内壁连接，一对导电端之间通过导线实现导电连接，在导电端受到膨胀推膜的推动后，可以依靠弹性复位丝的弹力作用进行精确复位，复原与导电片之间的接触导电。

进一步的，所述导电端采用与导电片相同的硬质导电材料制成，且导电端的截面积与接续网的截面积保持一致，导电端和导电片采用相同材料可以提高电连接的稳定性，同时在膨胀推膜膨胀时可以直接有效的推开导电端，并不会对边缘的助导电囊造成误干扰。

进一步的，所述导电端外端边缘处镶嵌连接有助导电囊，所述助导电囊与导电端之间留设有环形液缝，所述外防护球内壁上连接有与助导电囊相对应的触发杆，在导电端复位后触发杆会对助导电囊进行挤压，从而迫使其释放出一定量的导电液，并沿着环形液缝向导电端表面蔓延，从而对导电端和导电片之间的缝隙进行填充，有效提高导电端和导电片之间的导电稳定性。

进一步的，所述助导电囊包括外压液膜、纺锤柱以及隔液板，所述外压液膜和隔液板之间填充有导电液，所述隔液板上开设有与纺锤柱相匹配的漏液孔，且纺锤柱一端与外压液膜连接另一端延伸至漏液孔中，触发杆在挤压到外压液膜时带动纺锤柱进行迁移，从而对隔液板上的漏液孔进行开放，导电液顺利释放出去进行填充。

进一步的，所述纺锤柱绕中心点对称，且两端直径大并向中心靠近逐渐变小，正常状态下纺锤柱可以对漏液孔进行封闭，在受到触发杆的挤压后，纺锤柱在漏液孔内逐渐位移，从而实现封闭-开放-封闭这一过程，在开放的过程中导电液可以顺利释放，可以保证导电液不会一次性全部流失。

进一步的，所述接续网的长度占单元探针长度的1/3-1/2，接续网的长度不宜过长或者过短，过长导致成本增加，损耗几率也会增大，过短导致对单元探针的固定效果不佳。

进一步的，所述接续网内填充有电流变液，且电流变液呈满盈状态，电流变液在正常状态下呈液相，因此接续网可以任意形变并可以压迫电流变液进行流动，在通电施加电场后，电流变液逐渐转变为固相，从而对单元探针进行有效的高强度固定。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案可以通过接续网对多节单元探针进行连接，在正常状态下时，依靠接续网的可弹性形变特点，进行任意角度的弯折实现类似于线缆式探针的效果，在实际应用过程中，在将单元探针安装好之后，利用通电球进行通电，从而迫使接续网由弹性特征转变为非弹性特征，实现对单元探针的对接固定，类似于刚性探针的效果，增强雷达液位计检测时的鲁棒性，与现有技术中的线缆式探针和刚性探针相比，本发明可以根据应用时机自行调整柔硬性，操作也极为简单快捷，适用于绝大多数的工况。

（2）接续网包括中空网管、导电片以及膨胀推膜，导电片位于中空网管靠近通电球的一端，且膨胀推膜连接于中空网管和导电片之间，导电片与外防护球之间连接有多根定位丝，导电片起到导电的作用，在正常伸直的状态下，导电片和导电链接触实现导电，而在接续网弯折状态下，接续网受到挤压后电流变液在膨胀推膜处进行膨胀，膨胀推膜膨胀伸展后推动导电链与导电片分离，从而实现断电，既可以有效保证通电的安全性，同时可以作为单元探针对接的标准，在单元探针未对接时接续网是受到挤压的，从而无法构成完成的通路来进行导电。

（3）导电片采用硬质导电材料制成，中空网管和膨胀推膜均采用弹性绝缘材料制成，且膨胀推膜的弹性优于中空网管，在中空网管受到挤压后，其内的电流变液会迫使膨胀推膜进行膨胀，从而实现对导电链的顶开动作。

（4）导电链包括一对导电端、多根弹性复位丝以及导线，导电端对称设置于两侧的对接孔内，导线连接于一对导电端之间，导电端通过弹性复位丝与内定位球内壁连接，一对导电端之间通过导线实现导电连接，在导电端受到膨胀推膜的推动后，可以依靠弹性复位丝的弹力作用进行精确复位，复原与导电片之间的接触导电。

（5）导电端采用与导电片相同的硬质导电材料制成，且导电端的截面积与接续网的截面积保持一致，导电端和导电片采用相同材料可以提高电连接的稳定性，同时在膨胀推膜膨胀时可以直接有效的推开导电端，并不会对边缘的助导电囊造成误干扰。

（6）导电端外端边缘处镶嵌连接有助导电囊，助导电囊与导电端之间留设有环形液缝，外防护球内壁上连接有与助导电囊相对应的触发杆，在导电端复位后触发杆会对助导电囊进行挤压，从而迫使其释放出一定量的导电液，并沿着环形液缝向导电端表面蔓延，从而对导电端和导电片之间的缝隙进行填充，有效提高导电端和导电片之间的导电稳定性。

（7）助导电囊包括外压液膜、纺锤柱以及隔液板，外压液膜和隔液板之间填充有导电液，隔液板上开设有与纺锤柱相匹配的漏液孔，且纺锤柱一端与外压液膜连接另一端延伸至漏液孔中，触发杆在挤压到外压液膜时带动纺锤柱进行迁移，从而对隔液板上的漏液孔进行开放，导电液顺利释放出去进行填充。

（8）纺锤柱绕中心点对称，且两端直径大并向中心靠近逐渐变小，正常状态下纺锤柱可以对漏液孔进行封闭，在受到触发杆的挤压后，纺锤柱在漏液孔内逐渐位移，从而实现封闭-开放-封闭这一过程，在开放的过程中导电液可以顺利释放，可以保证导电液不会一次性全部流失。

（9）接续网的长度占单元探针长度的1/3-1/2，接续网的长度不宜过长或者过短，过长导致成本增加，损耗几率也会增大，过短导致对单元探针的固定效果不佳。

（10）接续网内填充有电流变液，且电流变液呈满盈状态，电流变液在正常状态下呈液相，因此接续网可以任意形变并可以压迫电流变液进行流动，在通电施加电场后，电流变液逐渐转变为固相，从而对单元探针进行有效的高强度固定。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明接续网正常状态下的结构示意图；

图3为本发明接续网挤压状态下的结构示意图；

图4为本发明导电链的结构示意图；

图5为本发明助导电囊的结构示意图；

图6为图5中A处的结构示意图。

图中标号说明：

1单元探针、2接续网、21中空网管、22导电片、23膨胀推膜、24定位丝、3通电球、31外防护球、32内定位球、33通气管、4触发杆、5导电链、51导电端、52弹性复位丝、53导线、6助导电囊、61外压液膜、62纺锤柱、63隔液板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-3，一种雷达液位计用双态式可调探针，包括多节单元探针1，相邻的单元探针1之间连接有接续网2，且单元探针1之间相互接触，接续网2的每个节点上均镶嵌连接有通电球3，通电球3包括外防护球31、内定位球32以及一对通气管33，内定位球32设于外防护球31内侧，且通气管33连接于外防护球31和内定位球32之间，且内定位球32通过通气管33与外防护球31的外侧环境相连通，内定位球32上开设有与接续网2相匹配的对接孔，对接孔内滑动连接有相匹配的导电链5，且导电链5与接续网2接触。

接续网2的长度占单元探针1长度的1/3-1/2，接续网2的长度不宜过长或者过短，过长导致成本增加，损耗几率也会增大，过短导致对单元探针1的固定效果不佳。

接续网2内填充有电流变液，且电流变液呈满盈状态，电流变液在正常状态下呈液相，因此接续网2可以任意形变并可以压迫电流变液进行流动，在通电施加电场后，电流变液逐渐转变为固相，从而对单元探针1进行有效的高强度固定。

接续网2包括中空网管21、导电片22以及膨胀推膜23，导电片22位于中空网管21靠近通电球3的一端，且膨胀推膜23连接于中空网管21和导电片22之间，导电片22与外防护球31之间连接有多根定位丝24，导电片22起到导电的作用，在正常伸直的状态下，导电片22和导电链5接触实现导电，而在接续网2弯折状态下，接续网2受到挤压后电流变液在膨胀推膜23处进行膨胀，膨胀推膜23膨胀伸展后推动导电链5与导电片22分离，从而实现断电，既可以有效保证通电的安全性，同时可以作为单元探针1对接的标准，在单元探针1未对接时接续网2是受到挤压的，从而无法构成完成的通路来进行导电。

导电片22采用硬质导电材料制成，中空网管21和膨胀推膜23均采用弹性绝缘材料制成，且膨胀推膜23的弹性优于中空网管21，在中空网管21受到挤压后，其内的电流变液会迫使膨胀推膜23进行膨胀，从而实现对导电链5的顶开动作。

请参阅图4，导电链5包括一对导电端51、多根弹性复位丝52以及导线53，导电端51对称设置于两侧的对接孔内，导线53连接于一对导电端51之间，导电端51通过弹性复位丝52与内定位球32内壁连接，一对导电端51之间通过导线53实现导电连接，在导电端51受到膨胀推膜23的推动后，可以依靠弹性复位丝52的弹力作用进行精确复位，复原与导电片22之间的接触导电。

导电端51采用与导电片22相同的硬质导电材料制成，且导电端51的截面积与接续网2的截面积保持一致，导电端51和导电片22采用相同材料可以提高电连接的稳定性，同时在膨胀推膜23膨胀时可以直接有效的推开导电端51，并不会对边缘的助导电囊6造成误干扰。

请参阅图5，导电端51外端边缘处镶嵌连接有助导电囊6，助导电囊6与导电端51之间留设有环形液缝，外防护球31内壁上连接有与助导电囊6相对应的触发杆4，在导电端51复位后触发杆4会对助导电囊6进行挤压，从而迫使其释放出一定量的导电液，并沿着环形液缝向导电端51表面蔓延，从而对导电端51和导电片22之间的缝隙进行填充，有效提高导电端51和导电片22之间的导电稳定性。

请参阅图6，助导电囊6包括外压液膜61、纺锤柱62以及隔液板63，外压液膜61和隔液板63之间填充有导电液，隔液板63上开设有与纺锤柱62相匹配的漏液孔，且纺锤柱62一端与外压液膜61连接另一端延伸至漏液孔中，触发杆4在挤压到外压液膜61时带动纺锤柱62进行迁移，从而对隔液板63上的漏液孔进行开放，导电液顺利释放出去进行填充。

纺锤柱62绕中心点对称，且两端直径大并向中心靠近逐渐变小，正常状态下纺锤柱62可以对漏液孔进行封闭，在受到触发杆4的挤压后，纺锤柱62在漏液孔内逐渐位移，从而实现封闭-开放-封闭这一过程，在开放的过程中导电液可以顺利释放，可以保证导电液不会一次性全部流失。

值得注意的是，本发明中在向通电球3的供电方式不一，可以采用单元探针1中空设置线缆的方式，也可以是外接线缆的方式，具体情况技术人员自行选择，具体供电方式在此不再赘述。

本发明可以通过接续网2对多节单元探针1进行连接，在正常状态下时，依靠接续网2的可弹性形变特点，进行任意角度的弯折实现类似于线缆式探针的效果，在实际应用过程中，在将单元探针1安装好之后，利用通电球3进行通电，从而迫使接续网2由弹性特征转变为非弹性特征，实现对单元探针1的对接固定，类似于刚性探针的效果，增强雷达液位计检测时的鲁棒性，与现有技术中的线缆式探针和刚性探针相比，本发明可以根据应用时机自行调整柔硬性，操作也极为简单快捷，适用于绝大多数的工况。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种雷达液位计用双态式可调探针，包括多节单元探针（1），其特征在于：相邻的所述单元探针（1）之间连接有接续网（2），且单元探针（1）之间相互接触，所述接续网（2）的每个节点上均镶嵌连接有通电球（3），所述通电球（3）包括外防护球（31）、内定位球（32）以及一对通气管（33），所述内定位球（32）设于外防护球（31）内侧，且通气管（33）连接于外防护球（31）和内定位球（32）之间，且内定位球（32）通过通气管（33）与外防护球（31）的外侧环境相连通，所述内定位球（32）上开设有与接续网（2）相匹配的对接孔，所述对接孔内滑动连接有相匹配的导电链（5），且导电链（5）与接续网（2）接触；

所述接续网（2）包括中空网管（21）、导电片（22）以及膨胀推膜（23），所述导电片（22）位于中空网管（21）靠近通电球（3）的一端，且膨胀推膜（23）连接于中空网管（21）和导电片（22）之间，所述导电片（22）与外防护球（31）之间连接有多根定位丝（24）；

所述导电片（22）采用硬质导电材料制成，所述中空网管（21）和膨胀推膜（23）均采用弹性绝缘材料制成，且膨胀推膜（23）的弹性优于中空网管（21）；

所述导电链（5）包括一对导电端（51）、多根弹性复位丝（52）以及导线（53），所述导电端（51）对称设置于两侧的对接孔内，所述导线（53）连接于一对导电端（51）之间，所述导电端（51）通过弹性复位丝（52）与内定位球（32）内壁连接；

所述导电端（51）采用与导电片（22）相同的硬质导电材料制成，且导电端（51）的截面积与接续网（2）的截面积保持一致；

所述导电端（51）外端边缘处镶嵌连接有助导电囊（6），所述助导电囊（6）与导电端（51）之间留设有环形液缝，所述外防护球（31）内壁上连接有与助导电囊（6）相对应的触发杆（4）；

所述助导电囊（6）包括外压液膜（61）、纺锤柱（62）以及隔液板（63），所述外压液膜（61）和隔液板（63）之间填充有导电液，所述隔液板（63）上开设有与纺锤柱（62）相匹配的漏液孔，且纺锤柱（62）一端与外压液膜（61）连接另一端延伸至漏液孔中；

所述纺锤柱（62）绕中心点对称，且两端直径大并向中心靠近逐渐变小。

2.根据权利要求1所述的一种雷达液位计用双态式可调探针，其特征在于：所述接续网（2）的长度占单元探针（1）长度的1/3-1/2。

3.根据权利要求1所述的一种雷达液位计用双态式可调探针，其特征在于：所述接续网（2）内填充有电流变液，且电流变液呈满盈状态。

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