一体化铠装连续测量的液位传感器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及传感器领域，特别涉及一种一体化铠装连续测量的液位传感器。
【背景技术】
[0002] 在现代工业生产中，用于测量液位的传感器几乎遍及生产过程中的各个环节。液 位传感器按其设计原理通常分为接触式的如压差式、浮球式、电容式、磁性液位传感器等， 非接触式的如超声式、雷达式液位传感器等，还有部分为非连续性的仅起报警或开关作用 的液位传感器。而在一些特殊的工况环境如高温、高压、强辐照环境的液位连续测量，对液 位传感器的性能要求较高，普通液位传感器很难满足要求，特别是有活动部件的如接触式、 渗透式液位传感器。
[0003] 国外生产的一体化连续测量液位传感器，由于没有活动部件，测量时性能可靠性 高，不仅可现场显示数据，还可实现远程监控，已被广泛应用于高温、高压、强辐照等特殊工 况环境的液位连续测量。但是，由于这类液位传感器属于特种仪表，进口价格不但高昂，而 且受到国际因素的限制，在维护、维修这类进口液位传感器时，国外厂商的技术响应时间较 长，严重影响企业的生产作业，备品、备件的更换困难。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种一体化铠装连续测量的液位传感 器，其可靠性高，运行功率小，可对液面位置和液体温度进行实时连续测量。
[0005] 本发明的目的是这样实现的：一种一体化铠装连续测量的液位传感器，包括前端 密封的管状金属壳体，所述管状金属壳体的内腔中设有形成回路的铂丝和形成回路的热电 偶丝，所述铂丝、热电偶丝均沿管状金属壳体的轴向延伸，所述管状金属壳体的内腔中填充 有绝缘材料，铂丝和热电偶丝由填充的绝缘材料隔离，所述管状金属壳体的后端设置密封 连接头形成密封，所述铂丝、热电偶丝通过密封连接头与多芯屏蔽电缆电连接，该密封连接 头上设有铂电阻，铂电阻与多芯屏蔽电缆电连接。
[0006] 所述形成回路的铂丝由两根铂丝平行排列且前端通过激光焊接相连形成U形结 构；所述形成回路的热电偶丝由两极热电偶丝平行排列且前端通过激光焊接相连形成U形 结构。
[0007] 所述U形结构的铂丝位于U形结构的热电偶丝的一侧，U形结构的铂丝的两根铂 丝之间的连线与所述U形结构的热电偶丝的两极热电偶丝之间的连线形成垂直分布。
[0008] 所述管状金属壳体中还设有形成回路的电加热丝，形成回路的电加热丝沿管状金 属壳体的轴向延伸，形成回路的电加热丝由两根电加热丝平行排列且前端通过激光焊接相 连形成U形结构，所述U形结构的电加热丝的两根电加热丝之间的连线与U形结构的铂丝 的两根铂丝之间的连线呈垂直空间交错分布，所述电加热丝的长度大于铂丝的长度，U形结 构的铂丝的前端位于电加热丝的U形结构内，该电加热丝与铂丝、热电偶丝之间由填充的 绝缘材料隔离，所述电加热丝的后端通过密封连接头与多芯屏蔽电缆电连接。
[0009] 所述电加热丝采用恒流电源供电。
[0010] 所述绝缘材料为氮化铝。
[0011] 所述铂电阻为四线制输出铂电阻。
[0012] 所述管状金属壳体为铠装拉拔成型的直径为3~6mm的管状金属壳体。
[0013] 采用上述技术方案：一种一体化铠装连续测量的液位传感器，包括前端密封的管 状金属壳体，所述管状金属壳体的内腔中设有形成回路的铂丝和形成回路的热电偶丝，所 述铂丝、热电偶丝均沿管状金属壳体的轴向延伸，所述管状金属壳体的内腔中填充有绝缘 材料，铂丝和热电偶丝由填充的绝缘材料隔离，使铂丝和热电偶丝相互独立，在作业时不会 发生相互干扰。当液位传感器的管状金属壳体的下端部分浸入液体中时，由于管状金属壳 体和绝缘材料均为高导热材料，热电偶丝测量的温度为液体温度，同时由于铂丝位于液体 中的丝段受热，环境温度、液体温度，以及浸入液体内传感器的长度影响铂丝的总电阻值。 所述管状金属壳体的后端设置密封连接头形成密封，将铂丝、热电偶丝密封在管状金属壳 体中，避免铂丝、热电偶丝受到外部干扰，保证测量精度。所述铂丝、热电偶丝通过密封连 接头与多芯屏蔽电缆电连接，该密封连接头上设有铂电阻，铂电阻与多芯屏蔽电缆电连接， 设置在密封连接头上的铂电阻用于测量环境温度，通过多芯屏蔽电缆将热电偶测量的液体 温度、铂电阻测量的环境温度、铂丝电阻传输至控制中心，实现远程监控液体液位和液体温 度。本发明所述的传感器通过铠装拉拔成型，传感器中没有活动部件，同时作业时的运行功 率小，具有耐辐射、耐高温、抗振动的特性，非常适用于在高温、高压、高辐射环境下对待测 液体液面的实时连续测量。
[0014] 所述管状金属壳体中还设有形成回路的电加热丝，形成回路的电加热丝沿管状金 属壳体的轴向延伸，形成回路的电加热丝由两根电加热丝平行排列且前端通过激光焊接相 连形成U形结构，所述U形结构的电加热丝的两根电加热丝之间的连线与U形结构的铂丝 的两根铂丝之间的连线呈垂直空间交错分布，所述电加热丝的长度大于铂丝的长度，U形结 构的铂丝的前端位于电加热丝的U形结构内，该电加热丝与铂丝、热电偶丝之间由填充的 绝缘材料隔离，所述电加热丝的后端通过密封连接头与多芯屏蔽电缆电连接，在液体温度 和环境温度的温差较小时，电加热丝通电后发热，加热铂丝，有效提高铂丝露出液面部分和 浸入液体部分的温度差值，减小液位传感器的测量误差。
[0015] 本发明所述液位传感器用于连续测量液位的原理是：当将液位传感器垂直浸入液 体中时，传感器的上端部分位于液面以上，传感器的下端部分位于液面以下。传感器中的热 电偶丝测量液体的温度，传感器中的铂电阻测量环境的温度，铂丝的总阻值等于位于液面 以下的铂丝阻值和位于液面以上的铂丝阻值之和。位于液面以上的铂丝阻值由环境温度和 位于液面以上的铂丝的长度确定，位于液面以下的铂丝阻值由液体温度和位于液面以下的 铂丝的长度确定。由于液体温度、环境温度、铂丝总电阻均可测量出，通过计算出位于液面 以上的铂丝的长度和位于液面以下铂丝的长度，即可实现对液位的实时连续测量。
[0016] 下面结合附图和【具体实施方式】作进一步的说明。
【附图说明】
[0017] 图1为本发明的结构示意图；
[0018] 图2为图1的A-A剖视图；
[0019] 图3为本发明管状金属壳体中各芯线分布图；
[0020] 图4为本发明的使用状态图。
[0021] 附图中，1为铂丝，2为电加热丝，3为热电偶丝，4为管状金属壳体，5为绝缘材料， 7为铂电阻，8为多芯屏蔽电缆，9为密封连接头，10为电连接器。
【具体实施方式】
[0022] 实施例1 :
[0023] 参见图1至图3, 一体化铠装连续测量的液位传感器包括前端密封的管状金属壳 体4,本实施例中，所述管状金属壳体采用不锈钢材料316L通过铠装拉拔成型。所述管状金 属壳体4的内腔中设有形成回路的铂丝1和形成回路的热电偶丝3,所述铂丝1、热电偶丝 3均沿管状金属壳体4的轴向延伸，本实施例中，所述铂丝1由两根铂丝平行排列且前端通 过激光焊接相连形成U形结构，两根铂丝的后端与管状金属壳体4的后端齐平；所述热电偶 丝3由正、负极偶丝平行排列且前端通过激光焊接相连形成U形结构，正、负极偶丝的后端 与管状金属壳体4的后端齐平。为避免热电偶丝与铂丝相互干扰，所述U形结构的铂丝1 位于U形结构的热电偶丝3的一侧，U形结构的铂丝1的两根铂丝之间的连线与所述U形结 构的热电偶丝3的正、负极偶丝之间的连线形成垂直分布。所述管状金属壳体4的内腔中 填充有绝缘材料5,本实施例中，所述绝缘材料5为氮化铝，为高导热绝缘材料，铂丝1和热 电偶丝3由填充的高导热绝缘材料隔离。所述管状金属壳体4的后端设置密封连接头9形 成密封，所述铂丝1、热电偶丝3通过密封连接头9与多芯屏蔽电缆8电连接，该密封连接头 9上设有铂电阻7,铂电阻7与多芯屏蔽电缆8电连接，本实施例中，所述密封连接头的后端 连接一电连接器10,电连接器10采用LEMO连接器，该LEMO连接器的插座固定在管状金属 壳体的后端，LEMO连接器的插头与十芯屏蔽电缆连接，所述铂电阻7为四线制输出铂电阻。
[0024] 进一步地，为了提高液位传感器的检测精度，所述管状金属壳体4中还设有形成 回路的电加热丝2,形成回路的电加热丝2沿管状金属壳体的轴向延伸，形成回路的电加热 丝2由两根电加热丝平行排列且前端通过激光焊接相连形成U形结构，两根电加热丝的后 端与管状金属壳体的后端齐平，所述U形结构的电加热丝2的两根电加热丝之间的连线与U 形结构的铂丝1的两根铂丝之间的连线呈垂直空间交错分布，所述电加热