CN214011100U - 一种气液状态传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种气液状态传感器，包括壳体和测水探针，所述壳体前端设有绝缘堵头，绝缘堵头内设有测水探针，壳体内部设有电路板，壳体尾部设有线缆密封机构，线缆密封机构中部穿过电缆线。本实用新型提供的气液状态传感器可使传感器承受压力等级到达16Mpa以上，直接在带压输送管道上使用不会出现泄露问题，并能直接使用直流电源，避免电极探针间的电解反应导致腐蚀结垢失效；同时，结构稳定可靠，使用寿命长，体积小巧而且成本低，可方便应用于各类需要进行气液介质性质的检测场合，尤其在具有较高管道压力的检测环境中适用性更强。

Description

一种气液状态传感器

技术领域

本实用新型属于管道输水领域，尤其涉及对输水管道中水和气的介质性质判断和信号输出。

背景技术

在输水系统中，由于空气的吸入和溶解在水中空气的析出，会在管道局部高点、变弯点积存，并在这些位置发生气阻现象。积存的空气如果不能及时排出，则会造成输水效率下降，严重的气阻现象甚至会导致水流中断，同时如果管道在关阀或停泵工况下，会在局部高点、变弯点和止回阀后方产生真空负压，导致水的汽化空穴，造成严重的水锤事故。对于管道中的气阻和真空现象，最有效的方法是对管道中的这些节点进行直接的气液介质性质检测，一方面可以监测到管道气阻和真空故障，另一方面也可以及时发现管道中所安装的进排气阀的质量和性能问题。

用于水和空气的介质性质检测的传感器主要有电容传感器、光电传感器、超声波传感器、小音叉传感器和电极传感器，其中，超声波传感器、小音叉传感器和电容传感器由于体积较大，同时成本较高，并不适合在管道中安装使用。光电传感器虽然体积小巧，测量灵敏度能满足气液介质检测要求，但对水质较为敏感，较差的水源中使用一段时间后由于透光镜头污染，会降低检测的灵敏度，需要经常性的维护，另外质量好的光电传感器价格也较高。电极传感器的原理是基于除纯水外的水的具有导电性与空气的相对绝缘性的特点，进行对应性的电阻测量来判断管道中的介质是水或空气，由于应用成本很低，广泛应用于导电流体介质中的气液介质性质检测。但电极传感器在使用直流电时，会产生水的电解反应，导致电极短时间腐蚀结垢失效，必须使用交流电，这对于管道监测通常使用的直流电源造成了极大的不便和应用受限，同时，常规设计的电极传感器主要用于液位测量，用于承压管道会导致漏水和电器短路。

发明内容

本实用新型针对现有技术中常规设计的电极传感器主要用于液位测量，用于承压管道会出现漏水和电器短路的问题，提供了一种气液状态传感器，采用承压结构将电极探针和壳体结合，可在电极探针上产生低压交流，避免电解作用导致电极失效，并输出高电平或低电平信号给终端设备，用于告警或系统控制。

本实用新型提供了一种气液状态传感器，包括壳体和测水探针，所述壳体前端设有绝缘堵头，绝缘堵头内设有测水探针，壳体内部设有电路板，壳体尾部设有线缆密封机构，线缆密封机构中部穿过电缆线。所述壳体是能耐压的不锈钢壳体，电路板输出正负极和信号三根连接线由防水接头引出并连接到其他终端设备进行测试。

所述壳体是一个两端有螺纹的中空结构，壳体一端设有内螺纹和外螺纹，外螺纹可连接管道或其他需要检测介质的设备，内螺纹与绝缘堵头装配连接。

本实用新型中，所述线缆密封机构包括防水接头和后盖，防水接头和壳体螺纹连接，后盖和防水接头螺纹连接，后盖中部设有线缆孔，线缆孔内设有密封橡胶。

本实用新型中，所述防水接头和壳体之间设有橡胶垫片。

本实用新型中，所述绝缘堵头为聚四氟乙烯螺柱，所述聚四氟乙烯螺柱外圆面加工螺纹，可拧入不锈钢壳体的内螺纹，绝缘堵头中间有两个小孔或者一个小孔，用于固定测水探针，并保持测水探针之间或者测水探针与壳体之间的绝缘密封。

本实用新型中，所述绝缘堵头位于壳体内部的一端设有O型圈，壳体内设有内止口，O型圈卡在内止口内，通过壳体的内止口和O型圈保持密封和承受水压。

本实用新型中，所述测水探针只有一根，绝缘堵头上设有工艺孔，所述测水探针一端设有带槽的柄头，测水探针另一端设有螺纹，所述测水探针的螺纹端上设有紧固螺母，测水探针中部为无螺纹的圆柱状，测水探针和壳体分别和电路板导线连接，适用于较高承压场合。

或者，本实用新型中所述测水探针有两根，所述测水探针一端设有带槽的柄头，测水探针中部设有螺纹，测水探针另一端为直径小于中部螺纹直径的柱状体，拧入绝缘堵头并露出柱状体部分，两根测水探针的带槽的柄头端分别和电路板导线连接，适用于较低承压场合。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的气液态传感器通过测水探针承压密封结构设计，可使传感器承受压力等级到达16Mpa以上，直接在带压输送管道上使用不会出现泄露问题；并能直接使用直流电源，避免电极探针间的电解反应导致腐蚀结垢失效；同时，结构稳定可靠，使用寿命长，体积小巧而且成本低，可方便应用于各类需要进行气液介质性质的检测场合，尤其在具有较高管道压力的检测环境中适用性更强。

附图说明

图1是本实用新型气液状态传感器剖视结构示意图一。

图2是本实用新型气液状态传感器剖视结构示意图二。

图3是本实用新型气液状态传感器外观结构示意图。

图4是本实用新型气液状态传感器图1侧视图。

图5是本实用新型气液状态传感器图2侧视图。

图6是本实用新型图1绝缘堵头和测水探针结构示意图。

图7是本实用新型图2绝缘堵头和测水探针结构示意图。

图1-7中：1-壳体，2-电缆线，3-固定螺母，4-O型圈，5-绝缘堵头、6-测水探针、7-防水接头、8-电路板、9-橡胶垫片。

具体实施方式

下面结合附图1-7和实施例对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述，但本实用新型的方法不限于下述实施例。

在本实用新型中，为了便于描述，对本实用新型中，各部件的相对位置关系的描述是根据附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等位置关系是依据附图1的布图方向来确定的。

实施例1：一种气液状态传感器

如说明书附图1、图3、图4和图6所示。本实用新型提供的一种气液状态传感器，由耐压设计的不锈钢壳体1、绝缘堵头5、测水探针6、电路板8、固定螺母3、防水接头7、O型圈4和电缆线2组成。

其中，绝缘堵头5为聚四氟乙烯螺柱，外圆面加工螺纹，可拧入不锈钢壳体1的内螺纹，绝缘堵头5中间有一个小孔，用于固定测水探针6，并保持测水探针6和壳体1的绝缘。绝缘堵头5上设有工艺孔，工艺孔用于工具卡住绝缘堵头5方便将绝缘堵头5旋转到壳体1内。所述测水探针6一端设有带槽的柄头，测水探针6另一端设有紧固密封螺纹，所述测水探针6中部为无螺纹的圆柱状，通过紧固密封螺纹和固定螺母3将测水探针6与绝缘堵头5紧固为一体，保持探针6与绝缘堵头5的承压密封。测水探针6的螺纹端和壳体1的内侧焊接的带绝缘外皮的导线分别和电路板8连接，构成内部测水回路，电路板8输出正负极和信号三根连接线由防水接头7引出连接其他终端设备，整个传感器由防水接头7螺纹与不锈钢壳体1封装构成一个传感器的整体，适用于较高承压场合。

本实用新型所述壳体1是一个两端有螺纹的中空结构，壳体1一端设有内螺纹和外螺纹，外螺纹可连接管道或其他需要检测介质的设备，内螺纹与绝缘堵头5装配连接。

本实用新型所述防水接头7尾部设有螺纹连接的后盖，防水接头7和壳体1螺纹连接，后盖中部设有线缆孔，线缆孔内设有密封橡胶。

本实用新型所述防水接头7为标准件。

实施例2：一种气液状态传感器

如说明书附图2、图3、图5和图7所示，本实用新型提供了一种气液状态传感器，包括壳体1和测水探针6，所述壳体1前端设有绝缘堵头5，绝缘堵头5内设有两根测水探针6，壳体1内部设有电路板8，壳体1尾部设有线缆密封机构，线缆密封机构中部穿过电缆线2。所述壳体1是能耐压的不锈钢壳体，电路板8输出正负极和信号三根连接线由线缆密封机构引出连接其他终端设备进行测试。

所述不锈钢壳体1与绝缘堵头5装配连接方式和实施例1相同。

本实用新型所述线缆密封机构包括防水接头7和后盖，防水接头7和壳体1螺纹连接，后盖和防水接头7螺纹连接，后盖中部设有线缆孔，线缆孔内设有密封橡胶。

本实用新型中，绝缘堵头5中间有两个小孔，小孔孔径小于测水探针的螺纹外径，用于固定两根测水探针6，并保持两个测水探针6的绝缘，所述测水探针6一端设有带槽的柄头，测水探针6中部设有螺纹，另一端为柱状体，柱状体直径小于测水探针6中部螺纹直径，两个测水探针6的柱状体端自攻入绝缘堵头5的两个小孔，保持密封止水。两根测水探针6的柄头由导线焊接引出，分别和电路板8连接，适用于较低承压场合。

本实用新型中，所述防水接头7和壳体1之间设有橡胶垫片9，保证密封性。

本实用新型中，所述绝缘堵头5位于壳体内部的一端设有O型圈4，壳体1内设有内止口，O型圈4卡在内止口，通过壳体1内的内止口和O型圈4保持密封和承受水压。

本实用新型电路板8采用外购用于电极传感器的电路板8，电路板8工作原理如下：

电路板8和测水探针6配合，测试输水管道中是否有空气，从而将管道中是水还是空气以不同的状态给到MCU进行相应的处理。

电路板8采用555时基电路构成一个多谐振荡器，输出为方波。当管道中是空气的时候，测水探针6相当于一个无穷大的电阻，在分压电路中分得的电压最高，使得三极管一个导通，一个截止，给MCU一个高电平。

当管道中是水时，测水探针6相当于一个几千欧姆的电阻，在分压电路中分得的电压较小，使得三极管截止和导通情况翻转，给MCU一个低电平。

所以MCU通过测水电路给出的电平高低就可以判断管道中是水还是空气，用于PLC、RTU或其他终端设备逻辑判断或发送告警。

如上所述，即可较好地实现本实用新型，上述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种气液状态传感器，包括壳体和测水探针，其特征在于，所述壳体前端设有绝缘堵头，绝缘堵头内设有测水探针，壳体内部设有电路板，壳体尾部设有线缆密封机构，线缆密封机构中部穿过电缆线。

2.如权利要求1所述的一种气液状态传感器，其特征在于，所述线缆密封机构包括防水接头和后盖，防水接头和壳体螺纹连接，后盖和防水接头螺纹连接，后盖中部设有线缆孔，线缆孔内设有密封橡胶。

3.如权利要求1所述的一种气液状态传感器，其特征在于，所述绝缘堵头为聚四氟乙烯螺柱。

4.如权利要求2所述的一种气液状态传感器，其特征在于，所述防水接头和壳体之间设有橡胶垫片。

5.如权利要求1所述的一种气液状态传感器，其特征在于，所述绝缘堵头位于壳体内部的一端设有O型圈，壳体内设有内止口，O型圈卡在内止口内。

6.如权利要求1所述的一种气液状态传感器，其特征在于，所述测水探针一端设有带槽的柄头，测水探针另一端设有紧固密封螺纹。

7.如权利要求1所述的一种气液状态传感器，其特征在于，所述测水探针一端设有带槽的柄头，测水探针中部设有螺纹，测水探针另一端为柱状体，柱状体直径小于中部螺纹直径。

8.如权利要求6所述的一种气液状态传感器，其特征在于，所述测水探针的紧固密封螺纹上设有固定螺母，测水探针中部为无螺纹的圆柱状。

9.如权利要求8所述的一种气液状态传感器，其特征在于，所述测水探针只有一根，绝缘堵头上设有工艺孔。

10.如权利要求7所述的一种气液状态传感器，其特征在于，所述测水探针有两根。

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