液位传感器及其控制方法以及具有它的反应器与流程

本发明涉及液位传感器，还涉及所述液位传感器的控制方法以及具有所述液位传感器的反应器。

背景技术：

在用于组织处理的反应器中，必须控制液体的液位，因此必须在该反应器上设置液位传感器。但是，在处理过程中，腐蚀性的处理试剂(例如二甲苯或石蜡)会损坏或污染现有的液位传感器(例如，光电传感器)。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种具有耐腐蚀性强、结构简单、制造成本低的优点的液位传感器。

本发明还提出一种所述液位传感器的控制方法。

本发明又提出一种具有所述液位传感器的反应器。

根据本发明第一方面实施例的液位传感器包括：第一安装基座；以及电缆组件，所述电缆组件包括：金属壳体，所述金属壳体设在所述第一安装基座上；用于加热所述金属壳体的加热元件；和用于检测所述金属壳体的温度的温度检测器。

根据本发明实施例的液位传感器具有耐腐蚀性强、结构简单、制造成本低的优点。

另外，根据本发明上述实施例的液位传感器还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述第一安装基座具有第一容纳腔，所述第一容纳腔的相对的第一端和第二端均敞开，其中所述金属壳体的第一端容纳在所述第一容纳腔内或伸出所述第一容纳腔。

根据本发明的一个实施例，所述第一安装基座包括：安装部，所述安装部的横截面的外沿为圆形，所述安装部的外周面上形成有外螺纹；和握持部，所述握持部与所述安装部相连，所述握持部的横截面的外沿为多边形。

根据本发明的一个实施例，所述握持部的外沿位于所述安装部的外沿的外侧，所述液位传感器进一步包括第一密封圈，所述第一密封圈套设在所述安装部上。

根据本发明的一个实施例，所述金属壳体内具有第二容纳腔，所述加热元件和所述温度检测器设在所述第二容纳腔内。

根据本发明的一个实施例，所述加热元件的第一表面与所述第二容纳腔的第一壁面接触，所述第一表面的形状与所述第一壁面的形状适配。

根据本发明的一个实施例，所述液位传感器进一步包括第二密封圈，所述第二密封圈套设在所述金属壳体上，所述第二密封圈夹持在所述金属壳体与所述第一安装基座之间。

根据本发明的一个实施例，所述金属壳体上构造有台阶部，所述第二密封圈抵靠在所述台阶部上。

根据本发明的一个实施例，所述加热元件邻近所述金属壳体的第一端，所述温度检测器邻近所述金属壳体的第一端。

根据本发明第二方面实施例的液位传感器的控制方法包括以下步骤：利用所述加热元件将所述金属壳体加热到并维持在预设温度；和利用所述温度检测器检测所述金属壳体的温度，并计算预设时间内所述温度检测器的温度检测值的下降值，如果在预设时间内所述温度检测器的温度检测值的下降值大于等于预设值，则判断液体的液位到达所述液位传感器的位置，否则判断液体的液位没有到达所述液位传感器的位置。

通过利用根据本发明实施例的液位传感器的控制方法，从而可以精确地判断出液体的液位是否到达所述液位传感器的位置。

根据本发明的一个实施例，当液体为二甲苯或液态石蜡时，所述预设温度为110℃至120℃；当液体为除了二甲苯和液态石蜡之外的其他处理试剂时，所述预设温度为90℃至100℃。

根据本发明的一个实施例，当液体为二甲苯或液态石蜡时，所述预设温度为115℃；当液体为除了二甲苯和液态石蜡之外的其他处理试剂时，所述预设温度为95℃。

根据本发明的一个实施例，利用pid控制所述加热元件，当液体为二甲苯或液态石蜡时，如果所述温度检测器的温度检测值小于等于110℃时，参数p＝110、i＝120、d＝1212，如果所述温度检测器的温度检测值大于110℃时，参数p＝200、i＝1000、d＝0；当液体为除了二甲苯和液态石蜡之外的其他处理试剂时，如果所述温度检测器的温度检测值小于等于90℃时，参数p＝120、i＝1212、d＝80，如果所述温度检测器的温度检测值大于90℃时，参数p＝200、i＝1000、d＝0。

根据本发明的一个实施例，当液体为二甲苯或液态石蜡时，如果在5秒钟内所述温度检测器的温度检测值的下降值大于等于6℃，则判断液体的液位到达所述液位传感器的位置，否则判断液体的液位没有到达所述液位传感器的位置；当液体为除了二甲苯和液态石蜡之外的其他处理试剂时，如果在5秒钟内所述温度检测器的温度检测值的下降值大于等于10℃，则判断液体的液位到达所述液位传感器的位置，否则判断液体的液位没有到达所述液位传感器的位置。

根据本发明第三方面实施例的反应器包括：本体，所述本体内具有空腔；和液位传感器，所述液位传感器为根据本发明第一方面所述的液位传感器，所述液位传感器设在空腔的壁上。

根据本发明的一个实施例，所述空腔的侧壁上设有通孔，所述反应器进一步包括设在所述本体的外侧面上的第二安装基座，所述第二安装基座具有安装腔，所述安装腔通过所述通孔与所述空腔连通，其中所述第一安装基座设在所述第二安装基座上，所述金属壳体的第一端容纳在所述第一容纳腔、所述安装腔和所述空腔中的一个内。

根据本发明的一个实施例，所述第一安装基座的一部分与所述安装腔的壁面螺纹配合，所述金属壳体的第一端通过所述通孔伸入到所述空腔内。

根据本发明的一个实施例，所述第一安装基座与所述第二安装基座之间设有密封圈。

附图说明

图1是根据本发明实施例的反应器的爆炸图；

图2是根据本发明实施例的液位传感器的爆炸图；

图3是根据本发明实施例的液位传感器的电缆组件的爆炸图；

图4是根据本发明实施例的液位传感器的电缆组件的结构示意图。

附图标记：

反应器1、

液位传感器10、

第一安装基座101、安装部1011、握持部1012、

电缆组件102、金属壳体1021、第二容纳腔10211、第一端10212、加热元件1022、温度检测器1023、

第一密封圈103、第二密封圈104、

本体20、第二安装基座30、

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述根据本发明实施例的反应器1。如图1-图4所示，根据本发明实施例的反应器1包括液位传感器10和本体20。本体20内具有空腔。

液位传感器10包括第一安装基座101和电缆组件102。电缆组件102包括金属壳体1021、用于加热金属壳体1021的加热元件1022和用于检测金属壳体1021的温度的温度检 测器1023。金属壳体1021设在第一安装基座101上。其中，液位传感器10设在该空腔的壁上，以便金属壳体1021的第一端10212能够与该空腔内的液体接触。

下面描述根据本发明实施例的液位传感器10的控制方法，即利用根据本发明实施例的液位传感器10判断反应器1的空腔内的液位是否到达预设位置的方法。

根据本发明实施例的液位传感器10的控制方法包括以下步骤：

利用加热元件1022将金属壳体1021加热到并维持在预设温度；和

利用温度检测器1023检测金属壳体1021的温度，并计算预设时间内温度检测器1023的温度检测值的下降值，如果在预设时间内温度检测器1023的温度检测值的下降值大于等于预设值，则判断液体的液位到达液位传感器10的位置，即判断该空腔内的液体到达预设位置，否则判断液体的液位没有到达液位传感器10的位置。

具体而言，利用加热元件1022可以将金属壳体1021加热到较高的温度。如果反应器1的空腔内的液体到达预设位置，则该空腔内的液体与金属壳体1021的第一端10212接触。由于该空腔内的液体的温度较低，因此当该空腔内的液体与金属壳体1021的第一端10212接触后，会冷却金属壳体1021的第一端10212，从而使金属壳体1021的第一端10212的温度在预设时间内有一定幅度的下降。因此，如果在预设时间内温度检测器1023的温度检测值的下降值大于等于预设值，则判断液体的液位到达液位传感器10的位置，否则判断液体的液位没有到达液位传感器10的位置。

根据本发明实施例的液位传感器10通过设置用于加热金属壳体1021的加热元件1022和用于检测金属壳体1021的温度的温度检测器1023，从而可以利用预设时间内金属壳体1021的温度的变化(即温度检测器1023的温度检测值的下降值)，来判断反应器1内的液体是否到达预设位置。因此，根据本发明实施例的液位传感器10的工作原理不同于现有的液位传感器(例如光电传感器)的工作原理。

正是由于根据本发明实施例的液位传感器10利用预设时间内的温度的变化，来判断反应器1内的液体是否到达预设位置，因此根据本发明实施例的液位传感器10可以利用金属壳体1021作为与反应器1内的液体接触的部件。由此可以极大地增加液位传感器10的耐腐蚀性能。

而且，根据本发明实施例的液位传感器10主要包括金属壳体1021、加热元件1022和温度检测器1023，这些部件都是结构简单、制造成本低的部件，因此根据本发明实施例的液位传感器10还具有结构简单、制造成本低等优点。

因此，根据本发明实施例的液位传感器10具有耐腐蚀性强、结构简单、制造成本低等优点。

通过利用根据本发明实施例的液位传感器10的控制方法，从而可以精确地判断出液体 的液位是否到达液位传感器10的位置。

如图1-图4所示，根据本发明实施例的反应器1包括本体20和液位传感器10。

本体20内具有空腔，该空腔的侧壁上设有通孔。反应器1进一步包括设在本体20的外侧面上的第二安装基座30，第二安装基座30具有安装腔，该安装腔通过该通孔与空腔连通。

液位传感器10包括第一安装基座101、金属壳体1021、加热元件1022和温度检测器1023。其中，第一安装基座101设在第二安装基座30上。也就是说，通过设置第二安装基座30，从而可以更加方便地、容易地将液位传感器10安装在本体20上。

具体而言，第一安装基座101可以通过螺纹与第二安装基座30相连。例如，第一安装基座101的外周面上形成有外螺纹，第二安装基座30的安装腔的壁面上形成有内螺纹，第一安装基座101的一部分螺纹配合在第二安装基座30的安装腔内。

如图1和图2所示，在本发明的一个实施例中，第一安装基座101包括安装部1011和握持部1012。安装部1011的横截面的外沿为圆形，安装部1011的外周面上形成有外螺纹，其中安装部1011螺纹配合在第二安装基座30的安装腔内。握持部1012与安装部1011相连，握持部1012的横截面的外沿为多边形。

由于握持部1012的横截面的外沿为多边形，因此可以更加方便地将第一安装基座101安装在第二安装基座30上。有利地，安装部1011和握持部1012可以一体形成。

如图2所示，第一安装基座101与第二安装基座30之间设有第一密封圈103。由此可以提高反应器1的密封性能，防止反应器1内的液体从第一安装基座101与第二安装基座30之间的间隙流出。

具体地，握持部1012的外沿位于安装部1011的外沿的外侧，由此第一安装基座101可以构造有台阶部。其中，第一密封圈103套设在安装部1011上，且第一密封圈103被夹持在握持部1012与第二安装基座30之间。

更加具体地，握持部1012的第一端面与第二安装基座30相对，第二安装基座30的第一端面与握持部1012相对，第一密封圈103被夹持在握持部1012的第一端面与第二安装基座30的第一端面之间。

在本发明的一个示例中，第一安装基座101具有第一容纳腔，该第一容纳腔的相对的第一端和第二端均敞开。其中，金属壳体1021的第一端10212容纳在该第一容纳腔、该安装腔和该空腔中的一个内。

具体而言，由于该安装腔与该空腔连通且该安装腔与该第一容纳腔连通，或者该第一容纳腔可以直接与该空腔连通，因此金属壳体1021的第一端10212可以与该空腔内的液体接触。

有利地，金属壳体1021的第一端10212穿过该第一容纳腔、该安装腔和该通孔且伸入到该空腔内，由此可以使金属壳体1021的第一端10212更加容易地、及时地与更多的该空腔内的液体接触，从而可以提高液位传感器10的灵敏度。

金属壳体1021可以由耐腐蚀性强的金属材料制成，例如金属壳体1021可以由不锈钢制成。金属壳体1021的一部分可以容纳在第一安装基座101的第一容纳腔内。

有利地，如图2所示，液位传感器10进一步包括第二密封圈104，第二密封圈104套设在金属壳体1021上，第二密封圈104夹持在金属壳体1021与第一安装基座101之间。由此可以提高反应器1的密封性能，防止反应器1内的液体从第一安装基座101与金属壳体1021之间的间隙流出。

具体而言，金属壳体1021上构造有台阶部，第二密封圈104抵靠在该台阶部上。

如图3和图4所示，在本发明的一些示例中，金属壳体1021内具有第二容纳腔10211，加热元件1022和温度检测器1023设在第二容纳腔10211内。

在本发明的一个具体示例中，加热元件1022的第一表面与第二容纳腔10211的第一壁面接触，该第一表面的形状与该第一壁面的形状适配。由此可以使加热元件1022的整个的第一表面与第二容纳腔10211的第一壁面接触，从而可以更加有效地、快速地加热金属壳体1021。

有利地，温度检测器1023邻近金属壳体1021的第一端10212。由于在使用过程中，金属壳体1021的第一端10212与反应器1内的液体接触，因此通过使温度检测器1023邻近金属壳体1021的第一端10212，从而可以使温度检测器1023更加精确地、快速地测量金属壳体1021的第一端10212的温度，由此可以提高液位传感器10的灵敏度。

更加有利地，加热元件1022邻近金属壳体1021的第一端10212。由此可以更加有效地加热金属壳体1021的第一端10212。

针对具体的使用环境和条件，根据本发明实施例的液位传感器10的具体控制方法有所不同。

具体而言，当反应器1内的液体为二甲苯或液态石蜡时，该预设温度为110℃至120℃，优选为115℃。也就是说，当反应器1内的液体为二甲苯或液态石蜡时，金属壳体1021被加热到并被维持在110℃至120℃，优选为115℃。

当反应器1内的液体为除了二甲苯和液态石蜡之外的其他处理试剂时，该预设温度为90℃至100℃，优选为95℃。也就是说，当反应器1内的液体为除了二甲苯和液态石蜡之外的其他处理试剂时，金属壳体1021被加热到并被维持在90℃至100℃，优选为95℃。

为了快速地加热金属壳体1021且使金属壳体1021的温度保持稳定，可以采用高速pid和低速pid相结合的方式控制加热元件1022。

具体而言，当液体为二甲苯或液态石蜡时，如果温度检测器1023的温度检测值小于等于110℃时，参数p＝110、i＝120、d＝1212，如果温度检测器1023的温度检测值大于110℃时，参数p＝200、i＝1000、d＝0。

当液体为除了二甲苯和液态石蜡之外的其他处理试剂时，如果温度检测器1023的温度检测值小于等于90℃时，参数p＝120、i＝1212、d＝80，如果温度检测器1023的温度检测值大于90℃时，参数p＝200、i＝1000、d＝0。

向反应器1内供给液体后，反应器1内的液体的液位会不断地升高。当液体的液位到达液位传感器10的位置时，液体与金属壳体1021接触并冷却金属壳体1021，从而使金属壳体1021的温度快速地下降。由此当金属壳体1021的温度在预设时间内下降预设幅度时，即当温度检测器1023的温度检测值在预设时间内下降预设幅度时，可以判断液体的液位到达液位传感器10的位置。

在本发明的一个具体示例中，当液体为二甲苯或液态石蜡时，如果在5秒钟内温度检测器1023的温度检测值的下降值大于等于6℃，则判断液体的液位到达液位传感器10的位置，否则判断液体的液位没有到达液位传感器10的位置。

换言之，如果在不超过5秒钟的时间内，温度检测器1023的温度检测值的下降值不小于6℃，则判断液体的液位到达液位传感器10的位置，否则判断液体的液位没有到达液位传感器10的位置。例如，当温度检测器1023的温度检测值在4秒钟的时间内下降了6℃时，或者当温度检测器1023的温度检测值在5秒钟的时间内下降了8℃时，或者当温度检测器1023的温度检测值在5秒钟的时间内下降了6℃时，都可以判断液体的液位到达液位传感器10的位置。

当液体为除了二甲苯和液态石蜡之外的其他处理试剂时，如果在5秒钟内温度检测器1023的温度检测值的下降值大于等于10℃，则判断液体的液位到达液位传感器10的位置，否则判断液体的液位没有到达液位传感器10的位置。

也就是说，如果在不超过5秒钟的时间内，温度检测器1023的温度检测值的下降值不小于10℃，则判断液体的液位到达液位传感器10的位置，否则判断液体的液位没有到达液位传感器10的位置。例如，当温度检测器1023的温度检测值在4秒钟的时间内下降了10℃时，或者当温度检测器1023的温度检测值在5秒钟的时间内下降了12℃时，或者当温度检测器1023的温度检测值在5秒钟的时间内下降了10℃时，都可以判断液体的液位到达液位传感器10的位置。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，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，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。