CN212931553U - 真空管式温差液位计 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于液位计技术领域，尤其涉及一种真空管式温差液位计，包括真空管和多个温度传感器；使用时，以所述真空管位于低温液体内的一端为下端、位于低温液体外的一端为上端；所述真空管为真空绝热管，且所述真空管内部为真空密封空间；所述真空管的管壁由下至上依次间隔嵌设有多个导热层，多个所述温度传感器设于所述真空密封空间内，每一所述温度传感器对应一所述导热层设置，且所述温度传感器的检测端与所述导热层连接，温度传感器不浸泡于低温液体内，降低了低温液体自然对流及瞬态变化对温度传感器的干扰；同时真空密封空间内的真空环境，降低了真空管内多个温度传感器之间的干扰，使温度传感器测量准确，同时提高温度传感器的使用寿命。

Description

真空管式温差液位计

技术领域

本实用新型属于液位计技术领域，尤其涉及一种真空管式温差液位计。

背景技术

低温液位传感器用于测量低温液体如液氮的液位高度，在低温测试中有着重要的作用，是保证科研试验和工业生产等过程正常进行必不可少的仪器。

目前，用于测量低温液体液位的方法有很多，主要包括热振荡法、超导线法、电阻法、二极管法和电容法等等。上述所有方法中，均是利用低温液体内、外的导电特性或导热特性或电阻、电容特性的差异来达到判断液位高度的目的，其缺陷在于：由于液体临界面的两侧的上述各特性差异有限，所以无论怎么改变传感器本身，在液位侧测量精度方面都很难有更大的突破。为了解决上述缺陷，中国专利公开了申请号为CN201120352180.1的一种低温液位传感器组件，使用时，其一端位于低温液体内、另一端位于低温液体外，所述传感器组件包括一条支撑杆、数个温度传感器和数条信号传输线；以所述传感器组件使用时所述支撑杆位于低温液体内的一端为下端、位于低温液体外的一端为上端，所述温度传感器由下而上依次分布于所述支撑杆的外表面，所述温度传感器的信号输出端与所述信号传输线的一端一一对应连接，所述信号传输线的另一端由下而上沿所述支撑杆引出。通过信号传输线外接中央处理器，温度传感器会把液体浸泡与否的温差信号通过信号传输线传输给中央处理器，中央处理器可以非常精确地根据温度传感器的位置判断出液位的高低。利用低温液体介质在气、液两种状态下必然存在的温度差来判断液位高度，所以其误差相当小，精度很高，是低温液体液位测量领域的一大进步。但是，公开的一种低温液位传感器组件存在如下缺陷：所述温度传感器由下而上依次分布于所述支撑杆的外表面，使用时，温度传感器及信号传输线始终完全浸泡于低温液体里，低温液体的自然对流及低温液体通过信号传输线对温度传感器造成影响，都会影响温度传感器的测量精度，且由于低温液体如液氮的温度极低，长时间浸泡在低温液体中，容易造成温度传感器及附件损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种真空管式温差液位计，旨在解决现有技术中低温液位传感器组件在使用时，温度传感器及信号传输线始终完全浸泡于低温液体里，因低温液体的自然对流及低温液体通过信号传输线对温度传感器造成影响而导致的测量精度低的问题，且由于低温液体如液氮的温度极低，长时间浸泡在低温液体中，容易造成温度传感器及附加损坏的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供的一种真空管式温差液位计，包括真空管和多个温度传感器；使用时，以所述真空管位于低温液体内的一端为下端、位于低温液体外的一端为上端；所述真空管为真空绝热管，且所述真空管内部为真空密封空间；所述真空管的管壁由下至上依次间隔嵌设有多个导热层，多个所述温度传感器设于所述真空密封空间内，每一所述温度传感器对应一所述导热层设置，且所述温度传感器的检测端与所述导热层连接。

可选地，所述真空管的顶部设有数据接口，每一所述温度传感器均通过信号传输线与所述数据接口电连接。

可选地，所述真空管的顶部在所述数据接口的一侧还设有抽真空接口。

可选地，相邻两所述导热层相互错位间隔嵌设于所述真空管。

可选地，所述真空管包括左侧管和右侧管；所述左侧管与所述右侧管密封连接形成所述真空管。

可选地，多个所述导热层由下至上依次间隔嵌设于所述左侧管或所述右侧管的管壁。

可选地，所述左侧管和所述右侧管的管壁均由下至上依次间隔嵌设有多个所述导热层，且所述左侧管上的所述导热层与所述右侧管上的所述导热层对称设置。

可选地，所述导热层在所述真空密封空间内的一端挖设有凹槽，所述温度传感器的检测端适配插接于所述凹槽。

可选地，相邻两所述导热层之间的纵向距离为0mm～15mm。

可选地，所述真空管的上端还设有瓶口密封件。

与现有技术相比，本实用新型提供的真空管式温差液位计具有如下技术效果之一：使用时，将所述真空管竖直伸进低温液体，多个所述温度传感器通过传输线与显示仪器电连接，以使每一所述温度传感器检测其所处位置的温度传输到显示仪器上。本实用新型的所述真空管内部为真空密封空间，低温液体不能进入该真空密封空间，所述温度传感器设于所述真空密封空间内，所述温度传感器的检测端与所述导热层连接，工作时，位于低温液体内的所述导热层将其所处位置的温度传递至对应的所述温度传感器，位于低温液体外的所述导热层同样将其所处位置的温度传递至对应的所述温度传感器，温度传感器不浸泡于低温液体内，降低了低温液体自然对流及瞬态变化对温度传感器的干扰，同时真空管内部为真空密封空间，真空密封空间降低了真空管内多个温度传感器之间的干扰，使温度传感器测量准确，同时提高温度传感器的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一的真空管式温差液位计的结构示意图。

图2为本实用新型图1的剖切视图。

图3为本实用新型实施例一的左侧管和右侧管分解转态的剖切视图。

图4为本实用新型图3中A处放大图。

图5为本实用新型实施例二的左侧管和右侧管分解转态的剖切视图。

图6为本实用新型实施例三的真空管式温差液位计的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

真空管100，真空密封空间101，左侧管102，右侧管103，导热层110，数据接口120，抽真空接口130，瓶口密封件140，温度传感器200，检测端210，信号传输线220。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型的实施例，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型实施例的描述中，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实用新型实施例和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型的一个实施例中，参照图1和图2，提供一种真空管式温差液位计，包括真空管100和多个温度传感器200。使用时，以所述真空管100位于低温液体内的一端为下端、位于低温液体外的一端为上端。

参照图2，所述真空管100为真空绝热管，且所述真空管100内部为真空密封空间101，所述真空密封空间101与外界隔绝。参照图1和图6，所述真空管100的管壁由下至上依次均匀嵌设有多个导热层110。所述导热层110的材质可采用石墨烯、导热硅脂、导热硅胶等导热材料。所述导热层110可采用注塑一体成型的方法成型于所述真空管100的管壁。

参照图2、图3和图4，多个所述温度传感器200设于所述真空密封空间101内，每一所述温度传感器200对应一所述导热层110设置，且所述温度传感器200的检测端与所述导热层110连接，以使所述温度传感器200的检测端210能通过所述导热层110检测该导热层110所处位置的温度。

所述真空管式温差液位计使用时，将所述真空管100竖直伸进低温液体，多个所述温度传感器200通过传输线(图未输出)与显示仪器(图未输出)电连接，以使每一所述温度传感器200检测其所处位置的温度传输到显示仪器上。根据低温液体介质在气、液两种状态的临界面存在温度突变，即低温液体介质在气、液两种状态的临界面存在明显温度差，因此，本实用新型通过每一所述温度传感器200反馈回的温度，得出其中一组相邻两所述温度传感器200之间存在明显温差来判断低温液体的液位位置，误差小，精度高。

与现有技术相比，参照图2、图3和图4，本实用新型的所述真空管100内部为真空密封空间101，低温液体不能进入该真空密封空间101，所述温度传感器200设于所述真空密封空间101内，所述温度传感器200的检测端210与所述导热层110连接，工作时，位于低温液体内的所述导热层110将其所处位置的温度传递至对应的所述温度传感器200，位于低温液体外的所述导热层110同样将其所处位置的温度传递至对应的所述温度传感器200，温度传感器200和信号传输线220不浸泡于低温液体内，降低了低温液体自然对流及瞬态变化对温度传感器200及通过信号传输线220的干扰，同时真空管100内部为真空密封空间101，真空密封空间101内的真空环境，降低了真空管100内多个温度传感器200之间的干扰，使温度传感器200测量准确，同时提高温度传感器200的使用寿命。

参照图2和图3，所述真空管100的顶部设有数据接口120，每一所述温度传感器200均通过信号传输线220与所述数据接口120电连接，信号传输线220和温度传感器200均收纳于所述真空管100的真空密封空间101内，使真空管式温差液位计的结构紧凑和简洁。信号传输线220设置于真空管100内，不受低温液体干扰，避免了信号传输线220与介质(如低温液化气体)接触而对温度传感器200造成影响。所述数据接口120通过传输线与显示仪器电连接，实现数据传输。

参照图2和图3，所述真空管100的顶部在所述数据接口120的一侧还设有抽真空接口130，通过所述抽真空接口130可对所述真空密封空间101进行抽真空。

在本实用新型的另一个实施例中，参照图2、图3和图4，该真空管式温差液位计的所述真空管100包括左侧管102和右侧管103。所述左侧管102与所述右侧管103密封连接形成所述真空管100，其中，所述左侧管102与所述右侧管103通过粘接或焊接等方式密封相连。所述真空管100设置为左侧管103和右侧管103两半的结构方式，方便温度传感器200的检测端210与所述导热层110连接，同时方便温度传感器200固定安装于所述真空管100的真空密封空间101内。先将温度传感器200固定安装于左侧管102或右侧管103的内壁，在将左侧管102于右侧管103密封连接。

其中，多个所述导热层110由下至上依次间隔嵌设于所述左侧管102或所述右侧管103的管壁，对应地，温度传感器200安装于所述左侧管102或所述右侧管103的内壁，结构紧凑。

在本实用新型的另一个实施例中，参照图5，该真空管式温差液位计的所述左侧管102和所述右侧管103的管壁均由下至上依次间隔嵌设有多个所述导热层110，且所述左侧管102上的所述导热层110与所述右侧管103上的所述导热层110对称设置，对应地，温度传感器200对称安装于所述左侧管102或所述右侧管103的内壁。所述左侧管102和所述右侧管103上的温度传感器200可同时工作，这样，可以单独输出所述左侧管102上一组温度传感器200相邻两温度传感器的温差数值，和所述右侧管103上一组温度传感器200相邻两温度传感器的温差数值，参考两组数值，使测量精度更高。

参照图2和图4，所述导热层110在所述真空密封空间101内的一端挖设有凹槽(图未示出)，所述温度传感器200的检测端210适配插接于所述凹槽，其中，所述凹槽为很浅的凹槽，主要是定位安装所述温度传感器200。所述导热层110的高度略大于所述温度传感器200的检测端210的高度。具体地，所述温度传感器200的检测端插接于所述凹槽，然后通过胶粘接的方式，使所述温度传感器200的检测端210与所述导热层110形成连接。而所述温度传感器200可采用焊接、粘接、螺丝连接等当时固定于所述真空管100内壁。

相邻两所述导热层110之间的纵向距离为0mm～15mm，应用中根据实际需要的测量精度或根据测量的低温液体不同，来确定相邻两所述导热层110之间距离的数值。其中，相邻两所述导热层110之间的纵向距离越小，受环境因素影响越小，所述液化气体温差液位计测量误差越小，测量精度越高。

在本实用新型的另一个实施例中，参照图1和图6，所述真空管100的管壁由下至上依次间隔嵌设有多个导热层110，且相邻两所述导热层110相互错位间隔设置于所述真空管100，即相邻两所述导热层110在真空管100的纵向方向上距离为0mm，而相邻两所述导热层110在真空管100的径向方向上存在间隔，避免相邻两所述导热层110之间存在接触干扰。此时，相邻两所述导热层110之间的纵向距离可设置为0mm，测量精度更高。

其中，液化气体的液面处于相邻两所述导热层110之间的区间内，液化气体的液面处于该区间内的不同位置时，相邻两所述温度传感器200之间的温差数值也会不同，因此，工作人员在测试阶段都会对数值进行收集，即将该区间均匀分成多个点，然后使液化气体的液面分别处于每个点时的位置进行测试，得出该区间各点位置与之对应的相邻两所述温度传感器200之间的温差数值分布表，因此在所述液化气体温差液位计使用时，根据上述温差数值分布表，就能精确得出液化气体的液位位置。

所述温度传感器200为铂电阻温度传感器。所述铂电阻温度传感器为成熟的现有技术，铂电阻温度传感器是利用金属铂在温度变化时自身电阻值也随之改变的特性来测量温度的，显示仪表将会指示出铂电阻的电阻值所对应的温度值。同时，铂电阻温度传感器是最精确和最稳定的温度传感器，它的线性度优于热偶和热敏电阻。

参照图1和图2，所述真空管100的上端还设有瓶口密封件140，所述瓶口密封件140的材质为橡胶或硅胶等，通过所述瓶口密封件140堵住低温液体的瓶口，实现瓶口密封。

本实施例的其余部分与实施例一相同，在本实施例中未解释的特征，均采用实施例一的解释，这里不再进行赘述。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.真空管式温差液位计，其特征在于，包括真空管和多个温度传感器；使用时，以所述真空管位于低温液体内的一端为下端、位于低温液体外的一端为上端；所述真空管为真空绝热管，且所述真空管内部为真空密封空间；所述真空管的管壁由下至上依次均匀嵌设有多个导热层，多个所述温度传感器设于所述真空密封空间内，每一所述温度传感器对应一所述导热层设置，且所述温度传感器的检测端与所述导热层连接。

2.根据权利要求1所述的真空管式温差液位计，其特征在于：所述真空管的顶部设有数据接口，每一所述温度传感器均通过信号传输线与所述数据接口电连接。

3.根据权利要求2所述的真空管式温差液位计，其特征在于：所述真空管的顶部在所述数据接口的一侧还设有抽真空接口。

4.根据权利要求1所述的真空管式温差液位计，其特征在于：相邻两所述导热层相互错位间隔嵌设于所述真空管。

5.根据权利要求1所述的真空管式温差液位计，其特征在于：所述真空管包括左侧管和右侧管；所述左侧管与所述右侧管密封连接形成所述真空管。

6.根据权利要求5所述的真空管式温差液位计，其特征在于：多个所述导热层由下至上依次间隔嵌设于所述左侧管或所述右侧管的管壁。

7.根据权利要求6所述的真空管式温差液位计，其特征在于：所述左侧管和所述右侧管的管壁均由下至上依次间隔嵌设有多个所述导热层，且所述左侧管上的所述导热层与所述右侧管上的所述导热层对称设置。

8.根据权利要求1所述的真空管式温差液位计，其特征在于：所述导热层在所述真空密封空间内的一端挖设有凹槽，所述温度传感器的检测端适配插接于所述凹槽。

9.根据权利要求1所述的真空管式温差液位计，其特征在于：相邻两所述导热层之间的纵向距离为0mm～15mm。

10.根据权利要求1所述的真空管式温差液位计，其特征在于：所述真空管的上端还设有瓶口密封件。

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