CN201974210U - 带螺旋槽的双圆筒形电容式液位传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出的一种带螺旋槽的双圆筒形电容式液位传感器，具有一个作可变电容器内电极金属内管，一个作为电容器外电极的金属外管，其特征在于，内管一端制有贯穿外圆至内孔的多头螺旋槽，在多头螺旋槽的末端前方的内孔上制有装配调节螺钉的螺纹孔，调节螺钉通过螺纹孔，调节螺旋槽的宽度和所述内管的长度，从而改变内、外管的相对面积。内管长度可调节，通过改变内管长度，可方便地对传感器的电容值进行调节。本实用新型主要解决了现有技术双圆筒形电容式液位传感器调试复杂和精度较低的问题。

Description

带螺旋槽的双圆筒形电容式液位传感器

技术领域

本实用新型涉及一种双圆筒形电容式液位传感器。

背景技术

电容式液位传感器在工业液位测量中被广泛应用。电容式液位传感器是利用电容原理工作，被测介质液面变化引起传感器电容变化的一种介质变化型电容传感器，其结构简单、不需传动机构，具有动态响应好、灵敏度高、分辩力强、使用维护方便、能在恶劣的环境下工作等优点。

由于电容式液位传感器的电容量与极板间的距离及极板面积和极板间的工作介质有关，平板电容器所占空间较大，因此现有技术通常采用如图2所示的双圆筒形可变电容器作为电容式液位传感器。该传感器随着液位的上升，两个电极间的绝缘介质覆盖面积会增大，传感器的电容量会随着液位的升高成比例地增加，反之，电容量就会减小。

上述双圆筒形电容式液位传感器，是用一圆柱形金属管作可变电容器的一个内电极(内管)，其半径为r，另一圆柱形金属管作为电容器另一个电极(外管)，其半径为R，被测液体为两个电极之间的绝缘介质。当液面高度从0变到h时，不考虑边缘效应时，C₀为传感器的干电容值C₀，传感器的总电容值C，电容值变化量为ΔC，其中，C₀＝2πε₀H/ln(R/r)(1)；C＝C₀+2π(ε₁-ε₀)h/ln(R/r)(2)；ΔC＝2π(ε₁-ε₀)h/ln(R/r)(3)。

式中，ε₁为被测介质的介电常数，ε₀为液体上方混合气的介电常数，R为外管半径，r为内管半径，H为内、外管的总高度，h为被测液位高度，因此通过测量传感器的电容值变化量ΔC即可完成对液位高度h的测量。

由式(1)可知，双圆筒形电容式液位传感器的干电容值C₀主要与内、外管的总高度和内、外管直径有关，而且内、外管的直径加工完成后不能改变，是无法进行调节的。

现广泛应用的双圆筒形电容式液位传感器的双圆筒长度一定，即内管和外管长度一定，内、外管相对长度无法调节，主要通过选配内管外径和外管内径对电容值进行调节，但电容值的调节量有限，而且调节程序复杂、不便操作。如需提高传感器的精度，则需提高内管外径和外管内径的尺寸精度。因内管和外管为薄壁细长管类零件，部分零件的壁厚薄至0.5mm，因此加工难度大，加工时易变形。提高内管和外管的尺寸精度，零件的加工难度和加工成本也会大大提高。

本实用新型是对现有技术普通双圆筒形电容式传感器的改进和进一步发展。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术电容式液位传感器调节复杂，精度较低的不足之处，提供一种电容值调节程序简单方便，能够降低传感器内管和外管加工难度和尺寸精度要求的带螺旋槽的双圆筒形电容式液位传感器。

本实用新型是通过以下技术方案实现的，一种带螺旋槽的双圆筒形电容式液位传感器，具有一个作可变电容器内电极金属内管，一个作为电容器外电极的金属外管，其特征在于，内管一端制有贯穿外圆至内孔的螺旋槽，在螺旋槽的末端前方的内孔上制有装配调节螺钉的螺纹孔，所述调节螺钉通过同轴相连的螺纹孔，调节螺旋槽的宽度进而改变所述内管的轴向长度，从而使内、外管两电极间的相对面积发生变化来对传感器的电容值进行调节。

本实用新型相对于现有技术具有如下有益效果。

本实用新型针对传感器外管直径加工完成后不能改变，无法进行调节的特性，从改变内、外管的总高度着手，在普通双圆筒形电容式传感器的基础上，改进内管结构，在内管一端加工使内管度长度可调的多头螺旋槽，通过轴向连接的螺钉的旋转进退，改变螺旋槽的宽度调节内管长度来改变内、外管两电极间的相对面积，对传感器的电容值进行调节，不仅结构简单，而且大大提高了对电容值进行精确调节的方便性，在提高传感器的精度的同时，大大降低了传感器的调试难度，调节时操作变得更为简单方便。

本实用新型设计的这种新型电容式液位传感器，通过对内管结构的改进，在内管端头加工螺旋槽，对内、外管尺寸精度要求降低，相应地从很大程度上降低了传感器产品的加工难度和加工成本。

附图说明

本实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图给出，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

图1是本实用新型带螺旋槽的双圆筒形电容式液位传感器的剖视示意图。

图2是现有技术双圆筒形电容式液位传感器结构示意图。

图中：1.外管，2.内管，3.调节螺钉，4.螺旋槽。

具体实施方式

图1描述了本实用新型主要由外管1、带螺旋槽的内管2、调节螺钉3等构成的电容式液位传感器的一个实施例。

该电容式液位传感器具有一个作可变电容器内电极的金属内管2，一个作为电容器外电极的金属外管1。外管1为直管，内管2是一个制有缩颈和内孔的薄壁金属管件。内管2同轴装配在外管1筒体内。在内管2的一端制有贯穿外圆至内孔的螺旋槽4。该螺旋槽4是一个每段螺旋槽长度一定，每段螺旋槽之间的间距一定，分为多段螺旋槽的弹簧形螺旋孔槽。螺旋槽4是一个由多头螺旋槽组成的弹性体。在多头螺旋槽4的末端前方的内孔上，制有装配调节螺钉3的轴向内螺纹孔。调节螺钉3通过内管2内孔同轴装配于内螺纹孔，通过旋转调节螺钉3，可调节改变螺旋槽4的槽间距宽度，进而改变所述内管2的轴向长度，从而使内、外管两电极间的相对面积发生变化来对传感器的电容值进行调节。

在确定内管2上的螺旋槽头数、螺旋槽宽度、长度以及每段螺旋槽之间的间距时，为保证零件强度，可以将螺旋槽4分为螺旋槽宽度一定，导程一定，深度贯穿外圆至内孔，不连续的几段。可以将螺旋槽4分为三段，制成长度约2圈后，间隔一定长度制出另一段的螺旋槽。内管一端上的螺旋槽4可以是三头螺旋槽。

外管1和内管2铆接导线后，通过定位销同轴装配，调节螺钉3通过内管2 中心内孔装配于内螺纹中。由于多头螺旋槽是一个可伸缩的弹性体，当旋转调节螺钉3时，调节螺钉3将轴向压缩或弹性延长内管2，改变内管2与外管1之间的对应面积，对传感器的电容值进行调节。

Claims (5)

1.一种带螺旋槽的双圆筒形电容式液位传感器，具有一个作可变电容器内电极的金属内管(2)，一个作为电容器外电极的金属外管(1)，其特征在于，内管(2)一端制有贯穿外圆至内孔的螺旋槽(4)，在螺旋槽(4)的末端前方的内孔上制有装配调节螺钉(3)的螺纹孔，调节螺钉(3)通过内管内孔上的螺纹孔，调节螺旋槽的宽度。

2.根据权利要求1所述的带螺旋槽的双圆筒形电容式液位传感器，其特征在于，所述螺旋槽(4)是一个弹簧形螺旋孔槽。

3.根据权利要求1所述的带螺旋槽的双圆筒形电容式液位传感器，其特征在于，所述的螺旋槽(4)是一个由多头螺旋槽组成的弹性体。

4.根据权利要求1或2所述的带螺旋槽的双圆筒形电容式液位传感器，其特征在于，所述螺旋槽(4)分为螺旋槽宽度一定，导程一定，深度贯穿外圆至内孔，不连续的几段。

5.根据权利要求4所述的带螺旋槽的双圆筒形电容式液位传感器，其特征在于，螺旋槽(4)是一个每段螺旋槽长度一定，每段螺旋槽之间的间距一定，分为多段螺旋槽的弹簧形螺旋孔槽。 

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