CN202869594U - 一种无测量盲区的柔性多段导纳物位计 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无测量盲区的柔性多段导纳物位计，自上而下包括导纳变送器、转接腔体、法兰盘和传感器，传感器上部设有固定用法兰盘，法兰盘上部设有导纳变送器，导纳变送器通过转接腔体固定在法兰盘的上部；传感器包括柔性结构支撑体和测量电极；测量电极至少有两个，且并列设置，并通过柔性结构支撑体支撑；传感器通过过渡管固定在所述法兰盘的下部，且传感器的上部进入转接腔体内，导纳变送器接收测量电极的测量信号。本实用新型的有益效果为：能够实现自动校准；实现无盲区测量，显著提高测量精度；方便运输安装；传感器抗冲击、抗磨损、抗腐蚀的性能得到显著提升；应用范围更为广泛，特别适用于中大量程的粉末或块状固体的料位测量。

Description

一种无测量盲区的柔性多段导纳物位计

技术领域

本实用新型属于测量领域，具体涉及一种无测量盲区的柔性多段导纳物位计。

背景技术

采用射频导纳技术对物料高度进行测量是目前常见的传感测量方式，现有的射频导纳物位计具有结构简单，调试方便等优点，在国内外都有广泛应用。专利US005701084A中的射频导纳料位计，使用过程中要求测量物料的介电系数恒定，但是在实际测量中，物料的介电系数通常随温度、压力、密度等物理参数变化，所以应用过程中，需要人员根据物料的状态经常调节测量电路的参数。

为了解决物料介电系数变化对测量精度的影响，一种方法是采用分段结构的传感器，通过各段测量极所测的物料信号的比较、运算，消除物料介电常数变化带来的影响。结构上采用在钢性管垂直方向分段，段间绝缘的方式。这种结构有如下不足：1、各测量段间有测量盲区；2、大量程的杆式传感器生产工艺复杂，不易运输和安装；3、测量固体物料时，传感器易弯曲变形而导致损坏；4、如果测量潮湿或导电物料，探头外部需有绝缘层，绝缘层在测量块状物料易磨损而导致传感器损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种无测量盲区的柔性多段导纳物位计，解决传统射频导纳物位计在物料介电常数变化时不能实现自动校准的问题；解决了此前分段式射频导纳物位计各测量段间存在测量盲区的问题，还解决了此前分段式射频导纳物位计测量固体物料时传感器易弯曲变形而导致损坏的问题，以及测量固体物料时绝缘层抗压强度低，并且易磨损而导致传感器损坏的问题，弥补了现有技术中的不足。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：

一种无测量盲区的柔性多段导纳物位计，自上而下包括导纳变送器、转接腔体、法兰盘和传感器，所述传感器上部设有固定用法兰盘，所述法兰盘上部设有导纳变送器，所述导纳变送器通过转接腔体固定在所述法兰盘的上部；所述传感器包括柔性结构支撑体和测量电极；所述测量电极至少有两个，且并列设置，并通过所述柔性结构支撑体支撑；所述传感器通过过渡管固定在所述法兰盘的下部，所述导纳变送器在所述转接腔体内通过电缆转接接收所述测量电极的测量信号。

所述测量电极由金属导体、顺次套在所述金属导体外的第一绝缘层和第二绝缘层以及设在所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间的金属屏蔽网组成；所述金属屏蔽网伸入所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间一定深度，并因此屏蔽至该深度的金属导体，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间有一部分没有金属屏蔽网，未被所述金属屏蔽网屏蔽的金属导体部分为有效测量部分，该有效测量部分的长度为所述测量电极的有效测量长度。

所述测量电极依次并列排列，其有效测量部分覆盖传感器的有效量程。

所述柔性结构支撑体包括绝缘护套、套设在所述绝缘护套外的金属护套和钢索；所述绝缘护套和金属护套的横截面为椭圆形，所述椭圆形绝缘护套长径上设有两个相对于所述绝缘护套的中心对称的大圆孔；所述椭圆形绝缘护套长径两侧对称分布设置有至少两个以上的小圆孔，所述测量电极穿过所述小圆孔；所述钢索外表面涂覆有绝缘层，所述钢索自下而上穿过所述大圆孔后其端部固定在所述转接腔体内。

所述大圆孔的直径大于8mm；所述小圆孔的直径小于8mm；所述小圆孔的数量与所述测量电极的数量相同。

所述金属护套的内径略大于所述绝缘护套的外径，所述金属护套的长度略小于所述绝缘护套的长度；所述金属护套紧紧套设在所述绝缘护套外，并与所述绝缘护套卡接固定。

所述钢索有一根，其在中部对折后两端分别自下而上穿过所述两个大圆孔。

所述钢索有两根，每根钢索分别自下而上穿过所述两个大圆孔。

所述过渡管由金属管内衬绝缘材料加工而成，所述过渡管为可伸缩结构。

所述钢索和所述测量电极中的金属导体、金属屏蔽网均与所述导纳变送器电连接。

本实用新型的有益效果为：

1、在物料介电常数变化时能够实现自动校准，并且能够显著提升抵抗粉尘飞扬干扰、落料料流干扰以及静电干扰的性能。

2、可实现无盲区测量，并显著提高测量精度。

3、柔性传感器结构方便运输安装。

4、传感器抗冲击、抗磨损、抗腐蚀的性能得到显著提升。

5、应用范围更为广泛，特别适用于中大量程的粉末或块状固体的料位测量。

附图说明

下面根据附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实用新型实施例所述的传感器的总装示意图；

图2是本实用新型实施例所述的测量电极的结构示意图；

图3是本实用新型实施例所述的柔性结构支撑体的结构示意图；

图4是本实用新型实施例所述的4支测量电极的结构示意图。

图5是本实用新型实施例所述的变送器的电路原理框图。

图中：

1、柔性结构支撑体；2、测量电极；3、过渡管；4、法兰盘；5、转接腔体；6、绝缘护套；7、金属护套；8、钢索；9、大圆孔；10、小圆孔；11、金属导体；12、第一层绝缘层；13、第二层绝缘层；14、金属屏蔽网。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型实施例所述的无测量盲区的柔性多段导纳物位计，自上而下包括导纳变送器、转接腔体5、法兰盘4和传感器，所述传感器上部设有固定用法兰盘4，所述法兰盘4上部设有导纳变送器，所述导纳变送器通过转接腔体5固定在所述法兰盘4的上部；所述传感器包括柔性结构支撑体1和测量电极2；所述测量电极2至少有两个，且并列设置，并通过所述柔性结构支撑体1支撑；所述传感器通过过渡管3固定在所述法兰盘4的下部，且所述传感器的上部进入所述转接腔体5内，所述导纳变送器接收所述测量电极2的测量信号。

所述过渡管3由金属管内衬绝缘材料加工而成，为可伸缩结构，主要作用是使传感器的有效测量部分通过法兰和料仓仓壁深入料仓内，并且用于消除各个绝缘护套之间的间隙以方便安装运输。

如图2所示，所述测量电极2由金属导体11、顺次套在所述金属导体11外的第一绝缘层12和第二绝缘层13以及设在所述第一绝缘层12和所述第二绝缘层13之间的金属屏蔽网14组成；所述金属屏蔽网14深入所述第一绝缘层12和所述第二绝缘层13之间一定深度，并因此屏蔽至该深度的金属导体11，所述第一绝缘层12和所述第二绝缘层13之间有一部分没有金属屏蔽网14，未被所述金属屏蔽网14屏蔽的金属导体11部分为有效测量部分，该有效测量部分的长度为所述测量电极2的有效测量长度。所述测量电极2依次并列排列，其有效测量部分覆盖传感器的有效量程。

金属屏蔽网14用于屏蔽干扰信号进而提高测量精度；不设金属屏蔽网的部分用来测量物位信号，根据物位计的应用场合、精度等级以及量程，可调整测量电极2的数量、各测量极的长度以及每个测量电极2中金属屏蔽网14的长度，通过调整电极数量、各段电极的长度以及屏蔽层的长度，可实现对料位的连续、无盲区、高精度测量。

如图3所示，所述柔性结构支撑体1包括绝缘护套6、套设在所述绝缘护套6外的金属护套7和钢索8；所述绝缘护套6和金属护套7的横截面为椭圆形，所述椭圆形绝缘护套6长径上设有两个相对于所述绝缘护套6的中心对称的大圆孔9；所述椭圆形绝缘护套6长径两侧对称分布设置有至少两个以上的小圆孔10，所述测量电极2穿过所述小圆孔10；所述钢索8外表面涂覆有绝缘层，所述钢索自下而上穿过所述大圆孔9后其端部固定在所述转接腔体5内。所述大圆孔9的直径大于8mm；所述小圆孔10的直径小于8mm；所述小圆孔10的数量与所述测量电极2的数量相同。

所述金属护套7的内径略大于所述绝缘护套6的外径，所述金属护套7的长度略小于所述绝缘护套6的长度；所述金属护套7紧紧套设在所述绝缘护套6外，并与所述绝缘护套卡接固定。

所述钢索8有一根，其在中部对折后两端分别分别自下而上穿过所述两个大圆孔9；或者所述钢索8有两根，每根钢索8分别自下而上穿过所述两个大圆孔9。

所述过渡管3由金属管内衬绝缘材料加工而成，所述过渡管3为可伸缩结构。

所述钢索8和所述测量电极2中的金属导体11、金属屏蔽网14均与所述导纳变送器电连接。

在相同横截面积情况下与采用圆柱形护套相比，椭圆柱形绝缘护套6具有更高的抗压强度，给钢索和多段测量电极更安全的防护，并且有助于增加测量电极的数量；

所述绝缘护套6外部套有小于绝缘护套6长度的金属护套7，增加了绝缘护套6的耐磨强度，同时增加测量信号。

钢索8与测量电极经2过涂覆绝缘层、椭圆柱形绝缘护套6与金属护套7三重保护而形成的柔性传感器结构，能够显著提升抗冲击、抗磨损、抗腐蚀的性能，保证传感器长寿命运行。

如图4所示，所述测量电极2可根据量程确定测量电极数量及每支的长度，每支测量电极2穿过绝缘护套6相应的小圆孔，每支测量电极2金属屏蔽网部分随测量电极长度依次加长，保证总测量电极不带金属屏蔽网长度即有效测量长度连续可测，真正实现无盲区测量物位高度。

如图5所示，所述变送器由射频信号发生器、信号放大器、信号幅值、相位测量电路、屏蔽驱动放大器、电流输出、电源电路，液晶显示单元、设置键和变送器外壳组成；通过智能变送器对各段测量电极采集的信号进行处理、运算可消除物料介电常数变化对测量精度的影响，在物料介电常数变化时能够实现自动校准；变送器在测量某一段电极时，通过多路开关将其他电极以及所有电极的金属屏蔽网全部接入屏蔽驱动电路，这样可以消除其他电极对测量的影响，提高测量精度。

本实用新型的绝缘护套可采用绝缘材料如尼龙材料制成，椭圆的截面形状使得长径两侧较圆形截面更容易设置小圆孔，以适应装配测量电极的需要，可根据需要适当增加小圆孔的数量。稳定性好，刚性强，较圆形截面更具有容易加工、装配的优点。

上述对本实用新型的具体实施例加以说明，但并不能作为本实用新型的保护范围，凡是依据本实用新型中的设计精神所作出的等效变化或修饰，均应认为落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种无测量盲区的柔性多段导纳物位计，自上而下包括导纳变送器、转接腔体、法兰盘和传感器，所述传感器上部设有固定用法兰盘，所述法兰盘上部设有导纳变送器，所述导纳变送器通过转接腔体固定在所述法兰盘的上部；其特征在于：所述传感器包括柔性结构支撑体和测量电极；所述测量电极至少有两个，且并列设置，并通过所述柔性结构支撑体支撑；所述传感器通过过渡管固定在所述法兰盘的下部，所述导纳变送器在所述转接腔体内通过电缆转接接收所述测量电极的测量信号。

2.根据权利要求1所述的一种无测量盲区的柔性多段导纳物位计，其特征在于：所述测量电极由金属导体、顺次套在所述金属导体外的第一绝缘层和第二绝缘层以及设在所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间的金属屏蔽网组成；所述金属屏蔽网伸入所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间一定深度，并因此屏蔽至该深度的金属导体，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间有一部分没有金属屏蔽网，未被所述金属屏蔽网屏蔽的金属导体部分为有效测量部分，该有效测量部分的长度为所述测量电极的有效测量长度。

3.根据权利要求2所述的一种无测量盲区的柔性多段导纳物位计，其特征在于：所述测量电极依次并列排列，其有效测量部分覆盖传感器的有效量程。

4.根据权利要求1所述的一种无测量盲区的柔性多段导纳物位计，其特征在于：所述柔性结构支撑体包括绝缘护套、套设在所述绝缘护套外的金属护套和钢索；所述绝缘护套和金属护套的横截面为椭圆形，所述椭圆形绝缘护套长径上设有两个相对于所述绝缘护套的中心对称的大圆孔；所述椭圆形绝缘护套长径两侧对称分布设置有至少两个以上的小圆孔，所述测量电极穿过所述小圆孔；所述钢索外表面涂覆有绝缘层，所述钢索自下而上穿过所述大圆孔后其端部固定在所述转接腔体内。

5.根据权利要求4所述的一种无测量盲区的柔性多段导纳物位计，其特征在于：所述大圆孔的直径大于8mm；所述小圆孔的直径小于8mm；所述小圆孔的数量与所述测量电极的数量相同。

6.根据权利要求4所述的一种无测量盲区的柔性多段导纳物位计，其特征在于：所述金属护套的内径略大于所述绝缘护套的外径，所述金属护套的长度略小于所述绝缘护套的长度；所述金属护套紧紧套设在所述绝缘护套外，并与所述绝缘护套卡接固定。

7.根据权利要求4所述的一种无测量盲区的柔性多段导纳物位计，其特征在于：所述钢索有一根，其在中部对折后两端分别自下而上穿过所述两个大圆孔。

8.根据权利要求4所述的一种无测量盲区的柔性多段导纳物位计，其特征在于：所述钢索有两根，每根钢索分别自下而上穿过所述两个大圆孔。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的一种无测量盲区的柔性多段导纳物位计，其特征在于：所述过渡管由金属管内衬绝缘材料加工而成，所述过渡管为可伸缩结构。

10.根据权利要求9所述的一种无测量盲区的柔性多段导纳物位计，其特征在于：所述钢索和所述测量电极中的金属导体、金属屏蔽网均与所述导纳变送器电连接。

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