CN116793459A - 一种智能低温液位检测系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种智能低温液位检测系统，包括：套管组件，所述套管组件包括内管以及套设在所述内管上的外管，所述内管的内部设置有介质腔，所述外管与所述内管之间设置有真空腔；设置在所述介质腔内的磁浮子；设置在所述套管组件上的磁致伸缩传感模块和磁翻板传感模块，所述磁致伸缩传感模块用于接收检测信号并通过所述磁浮子获取第一液位信息；所述磁翻板传感模块用于通过所述磁浮子获取并显示第二液位信息。
Description
技术领域
本申请一般涉及液位检测技术领域，具体涉及一种智能低温液位检测系统。
背景技术
在工业自动化领域，通过磁耦合技术来进行低温液位测量是常见的客户需求，通过磁耦合技术来进行低温液位测量通常有三种需求，一是实现就地测量、显示液位；二是实现液位测量并远传；三是实现两点或多点液位测量和控制。
现有就地测量、显示液位通常采用磁翻板液位计，但是在低温条件下，磁翻板指示器由于结冰而影响视觉观察液位读数。在实现液位测量并远传时，经常会使用外浮筒配磁致伸缩变送器，波导丝的磁致伸缩效应受低温影响，产品不能正常使用。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种智能低温液位检测系统，可以实现在低温环境下液位测量就地显示、液位测量信号连续量远传、液位测量信号开关量远传等。
本申请提供了一种智能低温液位检测系统，包括：
套管组件，所述套管组件包括内管以及套设在所述内管上的外管，所述内管的内部设置有介质腔，所述外管与所述内管之间设置有真空腔；
设置在所述介质腔内的磁浮子；
设置在所述套管组件上的磁致伸缩传感模块和磁翻板传感模块，所述磁致伸缩传感模块用于接收检测信号并通过所述磁浮子获取第一液位信息；所述磁翻板传感模块用于通过所述磁浮子获取并显示第二液位信息。
可选地，所述外管与所述内管偏心设置，所述外管的内壁与所述内管的外壁非接触；所述真空腔包括靠近内管轴线一侧的耦合区；所述磁致伸缩传感模块和磁翻板传感模块设置在所述外管的外壁对应所述耦合区的位置处。
可选地，所述磁致伸缩传感模块包括沿平行于所述外管轴线方向设置的探杆、在所述探杆内部沿所述探杆轴向设置的波导丝以及与所述波导丝电连接的控制单元，所述波导丝位于所述磁浮子的磁场感应范围内且用于接收检测信号，所述控制单元用于向所述波导丝发送检测信号、用于接收所述波导丝产生的回波信号、用于对所述回波信号进行信号处理获得液位检测信息的处理信号以及用于输出所述处理信号；
所述磁翻板传感模块包括沿平行于所述外管轴线方向设置的多个磁翻片，所述磁翻片位于所述磁浮子的磁场感应范围内。
可选地，还包括设置在所述耦合区的若干液位开关，所述液位开关位于所述磁浮子的磁场感应范围内且用于在所述磁浮子到达对应位置处的液位开关时与所述液位开关耦合并产生控制液位检测的控制信号。
可选地，所述套管组件还包括设置在所述外管两端的盖板，所述盖板与所述外管密封连接；
所述外管上设置有与所述真空腔相连通的抽真空接口。
可选地，所述套管组件还包括：
设置在所述外管的外壁上且与所述介质腔相连通的第一进液管、第二进液管以及设置在所述外管底部与所述介质腔相连通的排出管，所述第一进液管、第二进液管、排出管均与所述真空腔密封设置；
设置在所述内管上端的连接法兰以及设置在所述内管下端的端盖，所述连接法兰位于所述真空腔的外部，所述端盖位于所述真空腔的内部。
可选地，所述套管组件还包括设置在所述真空腔内的吸附单元，所述吸附单元用于在低温环境下维持所述真空腔的真空度；其中，
所述吸附单元包括网罩以及设置在所述网罩内的气体吸附剂，所述网罩固定设置在所述内管上，所述吸附单元与所述外管未接触。
可选地，所述真空腔的初始真空度为3×10-4~5×10-4Pa，所述气体吸附剂包括活性炭、活性氧化铝中的一种或多种，所述气体吸附剂的吸附率为2×10-5~5×10-4PaL/S；所述真空腔在低温环境下维持的真空度不低于1×10-3Pa；
所述真空腔的初始真空度的形成方式包括在外管加热环境下，通过所述抽真空接口连续三次抽放工艺达到预设初始真空度。
可选地，所述内管的外壁上设置有绝热层，所述绝热层与所述外管的内壁非接触；
所述绝热层包括覆盖所述内管外表面的至少三层铝箔玻璃纤维复合布，所述铝箔玻璃纤维复合布自所述内管至少延伸至所述网罩的下表面，所述铝箔玻璃纤维复合布在覆盖所述网罩的位置处设置有多个透气孔；所述绝热层的发射率为0.03~0.06，层密度为5~50cm-1。
可选地，所述套管组件还包括设置在所述介质腔内的第一止推弹簧和/或第二止推弹簧，所述第一止推弹簧固定设置在所述连接法兰上，所述第二止推弹簧固定设置在所述端盖上；第一止推弹簧和第二止推弹簧的径向尺寸均小于所述磁浮子的径向尺寸。
本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本申请实施例提供的智能低温液位检测系统，通过介质腔内装有磁浮子，该磁浮子浮在介质腔的被测介质中随着液面的上下变化而同步改变，采用同一磁浮子，借助于磁耦合原理可以与磁翻板指示器、磁致伸缩变送器以及液位开关产生磁耦合效应，实现液位测量就地显示、液位测量信号连续量远传、液位测量信号开关量远传。磁翻板指示器用于实现就地显示的低温液位测量应用，致伸缩变送器用于实现信号连续量远传的低温液位测量应用，液位开关可以用于实现两点或多点液位测量和控制。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本申请的实施例提供的一种智能低温液位检测系统的截面示意图；
图2为图1中A-A处的截面示意图；
图3为本申请的实施例提供的一种智能低温液位检测系统的结构示意图；
图4为本申请的实施例提供的一种智能低温液位检测系统抽真空方式的示意图；
图5为本申请的实施例提供的一种真空度与热导率的关系示意图；
图6为本申请的实施例提供的一种吸附单元的结构示意图；
图7为本申请的实施例提供的一种智能低温液位检测系统在低温环境下进行液位检测工作时的温度分布示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
请详见图1-3，一种智能低温液位检测系统，包括：
套管组件100，所述套管组件100包括内管105以及套设在所述内管105上的外管201，所述内管105的内部设置有介质腔200，所述外管201与所述内管105之间设置有真空腔300；
设置在所述介质腔200内的磁浮子900；
设置在所述套管组件100上的磁致伸缩传感模块400和磁翻板传感模块500，所述磁致伸缩传感模块400用于接收检测信号并通过所述磁浮子900获取第一液位信息；所述磁翻板传感模块500用于通过所述磁浮子900获取并显示第二液位信息。
本申请实施例中，介质腔200内装有磁浮子900，该磁浮子900浮在介质腔200的被测介质中，通过设计使磁浮子900浸液深度刚好与磁浮子900中的高强磁铁的位置相同，且磁浮子900在最低点时高强磁铁的位置与下面第一进液管109-1中心线保持水平，即零点在第一进液管109-1的中线处，磁浮子900随着液面的上下变化而同步改变，采用同一磁浮子900，借助于磁耦合原理可以与磁翻板指示器、磁致伸缩变送器以及液位开关420产生磁耦合效应，实现液位测量就地显示、液位测量信号连续量远传、液位测量信号开关量远传。磁翻板指示器用于实现就地显示的低温液位测量应用，磁致伸缩变送器用于实现信号连续量远传的低温液位测量应用，液位开关420可以用于实现两点或多点液位测量和控制的液位测量应用。
可以理解的是，本申请实施例中第一液位信息为通过磁致伸缩传感模块400获得实时液位高度检测信息，第二液位信息为通过磁翻板传感模块500就地显示的液位高度信息。
所述磁浮子900内置有360°圆周布置的高强磁铁，高强磁铁可以是钕铁硼磁铁、钐钴磁铁、铝镍钴磁铁等，根据不同使用条件进行选择，通过磁感应强度与耦合效应的计算，磁浮子900周圈表磁的磁感应强度为150高斯（Gs）或更高，通过环形、固定间隔布置多块磁铁，使有效磁耦合距离达到45mm。
如图2所示，所述外管201与所述内管105偏心设置，所述外管201的内壁与所述内管105的外壁非接触；所述真空腔300包括靠近内管105轴线一侧的耦合区D1。
为了保证有效耦合，在内管105和外管201在横截面上，内管105和外管201的偏心距设计为2.5mm,以内管105轴线为中心点，两管中心连线向两侧各45°的扇形区域为耦合区D1，在耦合区D1范围内可以布置磁翻板指示器、磁致伸缩变送器以及液位开关420，从而满足不同种类采用磁耦合原理的液位测量产品的低温应用。
所述磁致伸缩传感模块400包括沿平行于所述外管201轴线方向设置的探杆403、在所述探杆403内部沿所述探杆轴向设置的波导丝（未示出）以及与所述波导丝电连接的控制单元410，所述波导丝位于所述磁浮子900的磁场感应范围内且用于接收检测信号，所述控制单元410用于向所述波导丝发送检测信号、用于接收所述波导丝产生的回波信号、用于对所述回波信号进行信号处理获得液位检测信息的处理信号以及用于输出所述处理信号。
所述磁翻板传感模块500设置在所述耦合区D1内，所述磁翻板传感模块500包括沿平行于所述外管201轴线方向设置的多个磁翻片405，所述磁翻片405位于所述磁浮子900的磁场感应范围内。
本申请中介质腔200与待测容器连通，容器内待测的介质通过工艺连接进入介质腔200，利用连通器原理，介质腔200内的液位与待测容器内的液位高度保持一致，从而将待测容器内的介质等效移位到介质腔200中，此时只需检测介质腔200内的液位高度即可。
磁致伸缩传感模块400工作时，控制单元410通过向波导丝发送检测信号并在波导丝上激励出脉冲电流，该电流沿波导丝传播时会在波导丝的周围产生脉冲电流磁场。通过磁浮子900在内管105的介质腔200内随液位的变化而上下移动。当脉冲电流磁场与磁浮子900产生的磁环磁场相遇时，磁浮子900周围的磁场发生改变从而使得由磁致伸缩材料做成的波导丝在浮子所在的位置产生一个扭转波脉冲，这个脉冲（即为回波信号）以固定的速度沿波导丝传回控制单元410并由控制单元410对信号进行处理。通过测量脉冲电流与扭转波的时间差可以精确地确定磁浮子900所在的位置，用于获得液面的位置，通过控制单元410还可以向外部输出处理信号。
如图3所示，磁翻板液位计基于磁耦合和浮力原理实现对液位、界面的实时测量，利用磁浮子900随液面的上下变化而同步上下移动，通过在外管201外侧装有U型磁翻片405支架，支架上纵向排列、装有磁翻片405，磁翻片405两端带轴状凸起、穿入磁翻片405支架两侧立墙的孔中，因此磁翻片405可以绕轴翻转180°。磁浮子中的高强磁铁与对应高度的磁翻片405相耦合从而使其翻转180°，改变颜色的磁翻片405指示出测量腔体内浮子的真实位置，进而反映被测介质的高度，具体数值通过标尺上的刻度读出来。
在本申请实施例中，所述智能低温液位检测系统还包括设置在所述耦合区D1的若干液位开关420，所述液位开关420位于所述磁浮子900的磁场感应范围内用于在所述磁浮子900到达对应位置处的液位开关420时与所述液位开关420耦合并产生开关量的控制信号。本申请中液位开关420为磁控开关，所述磁浮子900内产生环形磁场，触发所述磁浮子900对应位置处的液位开关420产生开关量信号实现对介质进液/停止/排液的控制。
需要说明的是，本申请实施例中，所述磁致伸缩传感模块400、磁翻板传感模块500和液位开关420均设置在所述外管201对应所述耦合区D1的外部，可以有效避免介质腔200内低温介质对于液位检测带来的影响，避免结霜、提高检测精度、可靠性高、维修维护成本低等。通过外管201和内管105偏心设置，可以提高和保证磁致伸缩传感模块400、磁翻板传感模块500和液位开关420的耦合效果，进一步提高检测精度。而第一进液管109-1、第二进液管109-2和抽真空接口600可以设置在外管201对应耦合区外的其他位置，可以减小待检测容器和进液管中的低温介质对于检测的影响，提高外管结构的利用率。
所述套管组件100还包括：设置在所述外管201的外壁上且与所述介质腔200相连通的第一进液管109-1、第二进液管109-2以及设置在所述外管201底部与所述介质腔200相连通的排出管107，所述第一进液管109-1、第二进液管109-2、排出管107均与所述真空腔300密封设置。
其中，第一进液管109-1设置在外管201的下端，第二进液管109-2设置在外管201的上端，所述第一进液管109-1和所述第二进液管109-2上均设置有用于与待测容器固定连接的固定法兰110，利用连通器原理，介质腔200内的液位与待测容器内的液位高度保持一致，从而将待测容器内的介质等效移位到介质腔200中，此时只需检测介质腔200内的液位高度即可。
所述套管组件100还包括：设置在所述内管105上端的连接法兰以及设置在所述内管105下端的端盖106，所述连接法兰位于所述真空腔300的外部，所述端盖106位于所述真空腔300的内部。
本申请中所述连接法兰包括法兰盖101、法兰垫片102、法兰本体103，所述法兰本体与内管105的上端固定连接，所述法兰盖101可以通过螺栓等方式与法兰本体103固定连接，所述法兰垫片102可以提高介质腔200的密封性能。本申请中内管105的上端高于外管201的上端，连接法兰位于真空腔300的外部，端盖106位于真空腔300的内部，可以保证真空腔300的长度，实现磁翻板传感模块500的检测功能并提高真空腔300的真空、隔热、保冷效果。设置时，所述盖板上设置有用于排出管107通过的通孔，所述排出管107上设置有用于控制介质腔200是否排出介质的截止阀108，所述截止阀108设置在外管201的真空腔300的外部。
可选地，所述套管组件100还包括：设置在所述介质腔200内的第一止推弹簧104-1和/或第二止推弹簧104-2，所述第一止推弹簧104-1固定设置在所述连接法兰上，所述第二止推弹簧104-2固定设置在所述端盖106上；第一止推弹簧104-1和第二止推弹簧104-2的径向尺寸均小于所述磁浮子900的径向尺寸。
通过第一止推弹簧104-1和第二止推弹簧104-2可以对磁浮子900随着液位上下浮动过程中到达内管105两端位置的缓冲效果，防止影响检测，提高使用寿命，止推弹簧的线径、外径、刚度、高度、材料等根据需要进行设计。
本申请中在内管105安装时，可以将两个止推弹簧分别焊接在法兰盖101和端盖106的内侧的中心位置，保证焊接牢固，然后将法兰本体与内管105放到定位工装上，进行3点定位焊接，焊接后再将焊有止推弹簧的端盖106与内管105进行3点定位焊接，在将排出管107与端盖106进行三点定位焊接，再将截止阀108与排出管107通过三点定位焊接在一起，最后将上述焊接组件安装在自动焊机上，进行自动焊接，第一遍焊道自熔焊接，焊接后待焊道冷却到室温后进行第二遍续丝焊接。焊接过程中要有焊接冷却时间，各焊接位置采用氩弧焊焊接工艺，并保证焊接全程充氩气保护，以保证焊道质量。焊接后需用便携式超声波焊缝缺陷检测仪对焊缝进行探伤检测，以确认焊接质量。
所述套管组件100还包括设置在所述外管201两端的盖板，所述盖板与所述外管201密封连接；所述外管201的上端设置有第一盖板202-1，所述第一盖板202-1上设置有用于内管105通过的通孔，所述外管201的下端设置有第二盖板202-2，所述第二盖板202-2上设置有用于排出管107通过的通孔。
为了提高真空腔300的真空保冷效果，本申请中所述外管201上还设置有与第一进液管109-1、第二进液管109-2配合的延伸部，所述延伸部包括固定设置在所述外管201上的夹管203以及设置在夹管203端部用于密封的密封盖204，所述夹管203与所述真空腔300连通，所述夹管203套设在所述第一进液管109-1、第二进液管109-2外部，所述密封盖204上设置有用于第一进液管109-1、第二进液管109-2通过的通孔。
在安装时，调整外管201位置，使外管201上的夹管203与内管105的第一进液管109-1、第二进液管109-2对正，对正后焊接密封盖204，再调整外管201上的第一盖板201-1、第二盖板202-2与外管201的对正并焊接，本申请中采用焊接的方式实现内管105与外管201的固定连接，焊接过程中要有焊接冷却时间，各焊接位置采用氩弧焊焊接工艺，并保证焊接全程充氩气保护，以保证焊道质量。焊接后需用便携式超声波焊缝缺陷检测仪对焊缝进行探伤检测，以确认焊道质量。
所述外管201上设置有与所述真空腔300相连通的抽真空接口600。所述抽真空接口用于与外部抽真空装置进行连接对真空腔300进行抽真空，并在完成抽真空后对真空腔300进行封堵，提高真空腔300的真空度，防止真空腔300泄漏等。
如图4中示出了一种智能低温液位检测系统抽真空方式的示意图，在对真空腔300进行抽真空时，通过抽真空接口600连接真空泵401对真空腔300实施抽真空工艺操作，具体采用多次抽放工艺，例如三抽三放。进行第一次抽真空，在真空腔300达到真空度要求后，安装封堵座完成密封，室温静置12小时后，实现第一次放气操作再拔出封堵座；对真空腔300体进行第二次抽真空操作，这样循环三次，第四次抽真空时在真空腔300再达到所需真空度后，再次封堵实现真空腔的密封，完成抽真空工艺操作。此结构是在抽真空结束后、真空泵401接口与抽真空接口600分离前进行了密封，保证了真空泵401接口与抽真空接口600分离过程中、分离后不会存在漏气问题，同时也能保证在安装永久封堵前对真空腔300的密封作用。
另外需要说明的是，本申请实施例中，在进行“三抽三放工艺”时，将低温液位测量装置放在抽真空工装上，在外管201外侧缠绕控温加热带402，通过加热控制器，设定加热温度在80℃-90℃之间，一次可以单台进行也可以多台同时进行，然后真空泵401抽气口与抽真空接口600连通，此时控温加热带402开始加热，当加热温度达到80℃-90℃之间时，开启真空泵401抽真空，当真空度达到3×10-4Pa以上时，结束第一次工艺操作，停止加热并在室温下静置12小时后，再重复加热放气、抽真空工艺。重复三次，完成“三放三抽”工艺，通过“三放三抽”工艺使真空腔300的真空度达到3×10-4Pa以上，本申请中通过加热并抽真空的方式，使得内管105外管201上所有结构可以充分放气，保证产品寿命周期内的放气量符合设计要求。
完成抽真空的腔体还需进行保冷性能测试，将抽真空后的产品静置24小时后，对其进行保冷性能测试，在介质腔200内通入液氮（-196℃），通入时间10分钟，然后堵住入口、持续30分钟，在此期间观察外管201上是否有水珠凝结，如果有，说明真空腔300有泄漏，未起到保冷绝热的作用，需排查泄漏点，整改后重新抽真空测试。如在外管201上未有水珠凝结则说明真空腔300起到保冷绝热作用，产品合格，然后将磁浮子900放入介质腔200内，并安装连接法兰等结构。
本申请实施例中液位检测系统上热传导主要有三种途径：（1）内管105上的热辐射；（2）内管105与外管201之间的固体传导；（3）真空腔300中残余气体的热传导。固体导热与间隔物本身的导热有关，残余气体导热与真空度有密切关系，针对以上热传导的三种途径分别进行计算验证。
（1）针对于内管105上的辐射换热。
所述内管105的外壁上设置有绝热层800，所述绝热层800与所述外管201的内壁非接触；所述绝热层800包括覆盖所述内管105外表面的至少三层铝箔玻璃纤维复合布301。本申请中通过铝箔玻璃纤维复合布301在内管上缠绕多层的方式，可以避免内管105低温向外辐射，低温辐射被多层铝箔玻璃纤维复合布301屏蔽，以减小内管与真空腔之间的辐射换热。
其中辐射换热与绝热层800的发射率、管体材料的发射率、绝热层800的层数和内外管201的温度有关，本设计铝箔玻璃纤维复合布301采用玻璃纤维绝热纸/镀铝聚酯薄膜复合绝热材料，通过在内管105上包覆一层或者多层的方式，减小传导换热。
根据多层绝热的传导热导率的计算公式：
其中 N为绝热的层密度，ε为绝热层800的发射率，T1、T2为绝热层800在两侧界面处的温度。
示例性地，绝热层800的发射率ε通常为0.03~0.06，层密度N大体处于5~50cm-1之间，当界面温度分别为293K和90K时，得到多层绝热的传导热导率为6×10-5~6×10-6W/(mK)，因此，通过采用玻璃纤维绝热纸/镀铝聚脂薄膜复合多层绝热材料，可将传导换热减小到很小可以忽略不计。
(2) 内管105与外管201之间的固体传导
本申请中内管105与外管201之间除在第一盖板201-1、第二盖板202-2及密封盖204处发生间接接触外其余位置处不发生接触，顾可以忽略内管105与外管201之间的固体传导。
(3)真空腔300中残余气体的热传导
图7为真空度与热导率的关系，从图7可以看出在 100 Pa~10-2Pa 的压强范围内，热导率随压强的减小呈线性减小，当压强达从10-2Pa减小到10-3Pa时，热导率缓慢减小，而当压强达到10-3Pa时趋于一恒定值，约为0.04 W/(mK)。因此多层绝热中的真空度至少要高于10-2Pa，较优地可以高于10-3Pa。从上面的分析来看，影响真空多层绝热漏热的主要因素是真空腔300的真空度，只要将真空腔300中的真空度保持在10-3Pa，即可实现约为0.04 W/(mK)的极小漏热。
为了减小真空腔300在低温应用过程中由于自身材料释放的气体或连接处泄漏的气体产生的真空度降低问题，如图6所示，本申请中采用在真空腔300内设置吸附单元700，可选地，所述套管组件100还包括设置在所述真空腔300内的吸附单元700，所述吸附单元700用于在低温环境下维持所述真空腔300的真空度；其中，所述吸附单元700包括网罩501以及设置在所述网罩501内的气体吸附剂503，所述网罩501固定设置在所述内管105上，所述吸附单元700与所述外管201未接触。
本申请通过反复多次试验，通过在真空腔300中放置吸附剂503，可以大大降低对漏率的许可要求，该低温液位测量装置的设计寿命为5年，采用真空泵401抽真空后的真空度高于3×10-4Pa，以2米长的测量装置为例，真空腔300的空间约为6升，真空腔300总真空度降低至1×10-2Pa，则要求总漏气率不高于4×10-10PaL/S。本发明设计设置有吸附单元700，选用活性炭作为吸附剂503，活性炭对空气的吸咐容量为每克1.6毫升标准状态下的空气。以20克活性炭为例，吸附率为：2X10-5PaL/S。因此，设置吸附单元700可以吸附释放的残余气体、泄漏气体，降低对漏率的许可要求，保证产品在寿命周期内的真空度满足设计要求。根据4台测试样机，实测总漏气率平均为2×10-10PaL/S，也就是说2×10-10PaL/S漏气率要比保持低温液位测量装置5年寿命的前提下的总漏气率4×10-10PaL/S要好，再加上设置有吸附单元700更加能保证产品在寿命周期内的真空度满足设计要求，图7示出了一种智能低温液位检测系统在低温环境下进行液位检测工作时的温度分布示意图。
在一些实施例中，可选地，所述真空腔300的初始真空度为3×10-4~5×10-4Pa，所述气体吸附剂503包括活性炭、活性氧化铝中的一种或多种，所述气体吸附剂的吸附率为2×10-5~5×10-4PaL/S；所述真空腔300在低温环境下维持的真空度不低于1×10-3Pa。
在设置时，例如吸附剂503选用颗粒（φ4~6mm）状椰壳活性炭，在常见的活性炭中，椰壳活性炭的碘值和吸附能力是相对较高的，椰壳活性炭的用量为50g，网罩501下端设置有托板502，因低温液位测量量程一般不会超过5米，所以由经验数据可知，5米及5米以下量程用50g椰壳活性炭即可满足使用要求，如有量程超过5米的产品时适当增加活性炭网罩501尺寸和吸附剂503的用量即可，然后将不锈钢网短边对折成环状，并放入定型工装中，然后将钢网的短边对正、焊接在一起，焊接方式为多点（焊点间隔5mm）断续焊接，紧接着将托板502与网罩501的一端进行多点（焊点间隔5mm）断续焊接，托板502为中心开孔的圆板，中心开孔的大小由排污管外径决定，此时将焊接组件穿过排出管107，然后网罩501与介质腔200的端盖106焊接在一起，焊接方式为多点（焊点间隔5mm）断续焊接，使吸附剂503网罩501牢固可靠的焊接在端盖106上，此时吸附单元700制作完成。
本申请中所述绝热层800包括覆盖所述内管105外表面的至少三层铝箔玻璃纤维复合布301，所述铝箔玻璃纤维复合布301自所述内管105至少延伸至所述网罩501的下表面，所述铝箔玻璃纤维复合布301在覆盖所述网罩501的位置处设置有多个透气孔；所述绝热层800的发射率为0.03~0.06，层密度为5~50cm-1。
铝箔玻璃纤维复合布301起到阻燃、隔热、保冷的作用。本申请中将铝箔玻璃纤维复合布301缠绕在内管105外侧，缠绕过程中防止铝箔玻璃纤维复合布301出现起皱的情况。在有吸附单元700的一端采用折叠包裹，完整包裹住吸附单元700和一段（15mm）排出管107，同时一定注意不能让铝箔玻璃纤维复合布301与外管201接触上，完全包裹后，铝箔玻璃纤维复合布301缠绕内管105约三层半，用扎线302将铝箔玻璃纤维复合布301固定在内管105上，扎线302不能太紧，按照稳定不掉落的原则进行扎线302，防止出现褶皱等情况影响绝热层800的屏蔽热流辐射功能，每两个扎线302间隔30mm，都完整包裹后再在有吸附单元700外侧的铝箔玻璃纤维复合布301上扎小孔（不少于20个），然后剪掉内管105与侧短管连接孔处的铝箔玻璃纤维复合布301，留出焊接第一进液管109-1和第二进液管109-2的位置。
需要理解的是，术语“ 长度”、“ 宽度”、“ 上”、“ 下”、“ 前”、“ 后”、“ 左”、“ 右”、“ 竖直”、“ 水平”、“ 顶”、“ 底”“ 内”、“ 外”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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“ 第一”、“ 第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“ 多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“ 设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。
Claims (10)
1.一种智能低温液位检测系统，其特征在于，包括：
套管组件，所述套管组件包括内管以及套设在所述内管上的外管，所述内管的内部设置有介质腔，所述外管与所述内管之间设置有真空腔；
设置在所述介质腔内的磁浮子；
设置在所述套管组件上的磁致伸缩传感模块和磁翻板传感模块，所述磁致伸缩传感模块用于接收检测信号并通过所述磁浮子获取第一液位信息；所述磁翻板传感模块用于通过所述磁浮子获取并显示第二液位信息。
2.根据权利要求1所述的智能低温液位检测系统，其特征在于，所述外管与所述内管偏心设置，所述外管的内壁与所述内管的外壁非接触；所述真空腔包括靠近内管轴线一侧的耦合区；所述磁致伸缩传感模块和磁翻板传感模块设置在所述外管的外壁对应所述耦合区的位置处。
3.根据权利要求1所述的智能低温液位检测系统，其特征在于，所述磁致伸缩传感模块包括沿平行于所述外管轴线方向设置的探杆、在所述探杆内部沿所述探杆轴向设置的波导丝以及与所述波导丝电连接的控制单元，所述波导丝位于所述磁浮子的磁场感应范围内且用于接收检测信号，所述控制单元用于向所述波导丝发送检测信号、用于接收所述波导丝产生的回波信号、用于对所述回波信号进行信号处理获得液位检测信息的处理信号以及用于输出所述处理信号；
所述磁翻板传感模块包括沿平行于所述外管轴线方向设置的多个磁翻片，所述磁翻板位于所述磁浮子的磁场感应范围内。
4.根据权利要求1所述的智能低温液位检测系统，其特征在于，还包括设置在所述耦合区的若干液位开关，所述液位开关位于所述磁浮子的磁场感应范围内且用于在所述磁浮子到达对应位置处的液位开关时与所述液位开关耦合并产生控制液位检测的控制信号。
5.根据权利要求1所述的智能低温液位检测系统，其特征在于，所述套管组件还包括设置在所述外管两端的盖板，所述盖板与所述外管密封连接；所述外管上设置有与所述真空腔相连通的抽真空接口。
6.根据权利要求5所述的智能低温液位检测系统，其特征在于，所述套管组件还包括：
设置在所述外管的外壁上且与所述介质腔相连通的第一进液管、第二进液管以及设置在所述外管底部与所述介质腔相连通的排出管，所述第一进液管、第二进液管、排出管均与所述真空腔密封设置；
设置在所述内管上端的连接法兰以及设置在所述内管下端的端盖，所述连接法兰位于所述真空腔的外部，所述端盖位于所述真空腔的内部。
7.根据权利要求6所述的智能低温液位检测系统，其特征在于，所述套管组件还包括设置在所述真空腔内的吸附单元，所述吸附单元用于在低温环境下维持所述真空腔的真空度；其中，
所述吸附单元包括网罩以及设置在所述网罩内的气体吸附剂，所述网罩固定设置在所述内管上，所述吸附单元与所述外管未接触。
8.根据权利要求7所述的智能低温液位检测系统，其特征在于，所述真空腔的初始真空度为3×10-4~5×10-4Pa，所述气体吸附剂包括活性炭、活性氧化铝中的一种或多种，所述气体吸附剂的吸附率为 2×10-5~5×10-4PaL/S；所述真空腔在低温环境下维持的真空度不低于1×10-3Pa；
所述真空腔的初始真空度的形成方式包括在外管加热环境下，通过所述抽真空接口连续三次抽放工艺达到预设初始真空度。
9.根据权利要求7所述的智能低温液位检测系统，其特征在于，所述内管的外壁上设置有绝热层，所述绝热层与所述外管的内壁非接触；
所述绝热层包括覆盖所述内管外表面的至少三层铝箔玻璃纤维复合布，所述铝箔玻璃纤维复合布自所述内管至少延伸至所述网罩的下表面，所述铝箔玻璃纤维复合布在覆盖所述网罩的位置处设置有多个透气孔；所述绝热层的发射率为0.03~0.06，层密度为5~50cm-1。
10.根据权利要求6所述的智能低温液位检测系统，其特征在于，所述套管组件还包括设置在所述介质腔内的第一止推弹簧和/或第二止推弹簧，所述第一止推弹簧固定设置在所述连接法兰上，所述第二止推弹簧固定设置在所述端盖上；第一止推弹簧和第二止推弹簧的径向尺寸均小于所述磁浮子的径向尺寸。
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