一种密度变送器的制作方法

本实用新型涉及气体密度测量领域，具体是一种密度变送器。

背景技术：

气体是四种基本物质状态之一(其他三种分别为固体、液体、等离子体)。气体可以由单个原子(如稀有气体)、一种元素组成的单质分子(如氧气)、多种元素组成化合物分子(如二氧化碳)等组成。气体混合物可以包括多种气体物质，比如空气。气体与液体和固体的显著区别就是气体粒子之间间隔很大。

气体在工业中应用广泛，SF6就是常见的一种气体。SF6，即六氟化硫是一种无色、无臭、无毒、不燃的惰性气体，在常温常压下为气态，其临界温度为45.6℃。人们在使用时需要对SF6的密度进行测量，现有的SF6密度测量方法是模拟法，气体温度是用补偿方式提供，或者分别装上温度传感器与压力传感器进行测量，这种装置的体积较大，为实际使用带来了不便。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种密度变送器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种密度变送器，包括屏蔽导线、套筒、线路板、传感器和基座，所述屏蔽导线的下端依次贯穿锁线环和锥形垫，屏蔽导线的下端伸入套筒的内腔，线路板安装在套筒的内腔中，基座的上端伸入套筒内腔的下端中，传感器安装在套筒和基座的连接处，传感器包括压力传感器和温度传感器。

作为本实用新型进一步的方案：屏蔽导线的下端采用锁扣锁定在套筒的内腔中，线路板采用螺钉固定在套筒的内腔中，传感器采用压环固定在基座上。

作为本实用新型进一步的方案：套筒和基座之间设置有垫圈，传感器和基座之间设置有密封圈。

作为本实用新型进一步的方案：锁线环和锥形垫之间设置有第一垫片并且第一垫片套在屏蔽导线上，传感器和基座之间安装有第二垫片。

作为本实用新型进一步的方案：第一垫片采用金属材料制作，第二垫片采用四氟乙烯材料制作。

作为本实用新型进一步的方案：基座采用六角基座，垫圈采用O型圈。

作为本实用新型进一步的方案：套筒和线路板之间灌装有厌氧胶，传感器和基座之间灌装有环氧树脂胶。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本产品设计合理，将温度传感部件和压力传感部件结合在一起，利用微处理技术，通过软件将这二个信号进行特定的算法，实时地取得SF6的密度值，可以用于检测设备内绝缘、灭弧介质SF6气体以及密度的远程监控。

附图说明

图1为密度变送器的剖视图。

图2为密度变送器得到的气体压力和温度的曲线图。

其中：1-屏蔽导线，2-锁线环，3-第一垫片，4-锥形垫，5-锁扣，6-线路板，7-套筒，8-螺钉，9-压环，10-传感器，11-垫圈，12-密封圈，13-基座，14-第二垫片，15-厌氧胶，16-环氧树脂胶。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种密度变送器，包括屏蔽导线1、套筒7、线路板6、传感器10和基座13，所述屏蔽导线1的下端依次贯穿锁线环2和锥形垫4，屏蔽导线1的下端伸入套筒7的内腔并且采用锁扣5锁定，线路板6安装在套筒7的内腔中并且采用螺钉8固定，基座13的上端伸入套筒7内腔的下端中，传感器10安装在套筒7和基座13的连接处并且采用压环9固定，传感器10包括压力传感器和温度传感器。套筒7和基座13之间设置有垫圈11，传感器10和基座13之间设置有密封圈12。基座13采用六角基座，垫圈11采用O型圈。套筒7和线路板6之间灌装有厌氧胶15，传感器10和基座13之间灌装有环氧树脂胶16。人们还可以在套筒7内安装感压膜片，感压膜片采用不锈钢的膜片，有较高的强度，能过载2倍。

实施例2

一种密度变送器，包括屏蔽导线1、套筒7、线路板6、传感器10和基座13，所述屏蔽导线1的下端依次贯穿锁线环2和锥形垫4，屏蔽导线1的下端伸入套筒7的内腔，线路板6安装在套筒7的内腔中，基座13的上端伸入套筒7内腔的下端中，传感器10安装在套筒7和基座13的连接处，传感器10包括压力传感器和温度传感器。锁线环2和锥形垫4之间设置有第一垫片3并且第一垫片3套在屏蔽导线1上，传感器10和基座13之间安装有第二垫片14。第一垫片3采用金属材料制作，第二垫片14采用四氟乙烯材料制作。

本实用新型的工作原理是：本产品的传感器10将压力传感器和温度传感器合在一起，将测量的实时性更突出。压力和温度的信号被微处理器处理就得到一个复合的SF6密度的输出信号。

该变送器是将测量敏感器件扩散硅压力应变桥和温度传感器采用密闭的封装。

敏感器上面固定的线路，布置了微型处理器等精密的电子元件，能及时准确的测量SF6气体密度。

六氟化硫气体的密度

理想气体的状态方程：

p＝yRT………………………………………………(1)

式中：

p——气体压力，单位为MPa：

y——气体密度，单位为kg/m³；

R——气体常数，单位为J/(kg·K)，SF6为56.2J/(kg·K)；

T——气体的热力学温度，单位为K。

六氟化硫气体状态参数可采用Beattie-Bridgman公式表示：

p＝56.2yT(1+B)-y²A………………………………………………(2)

A＝74.9(1-0.727×10^-3y)

B-2.51×10^-3y(1-0.846×10^-3y)

根据公式(2)，当气体密度y不同时，可得到六氟化硫气体压力与温度按不同的斜率成线性变化的关系，算出的气体压力-温度曲线族如图2所示。同样，通过气体的压力-温度曲线也可以得到气体的密度值。在线监控六氟化硫气体的密度，是通过测试六氟化硫气体的压力和温度值，再换算为标准温度(20℃)时的压力值，实现对六氟化硫气体的密度监控。

图2为SF6气体压力和温度的曲线图，从图2中可以看出气体温度变化时，压力值沿密度曲线变化；AM曲线右侧为气态区，密度曲线与此线的交点坐标即为出现液态时的p、T参数。当使用公式(2)计算时，使用的压力p应为绝对压力，使用的温度T应为六氟化硫气体本身的温度t，而不是环境温度，温度应换算为绝对温度T＝t+273.15K。

本产品在信号处理过程中是全数字方式，输出是符合目前国内惯用的方式输出。输出4-20mA，输出的mA和SF6气体密度成比例，使SF6密度变送器能适合当前工业控制需要，本产品主要与变电站高电压电器设备配套，用于检测设备内绝缘，灭弧介质SF6气体，密度的远程监控。

需要特别说明的是，本申请中将压力传感器和温度传感器结合在一起，其有效解决了现有装置体积过大的问题。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。