一种导纳或电容物位计的多段缆式测量电极的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种导纳或电容物位计的多段缆式测量电极，包括：多根屏蔽导线；设在多根屏蔽导线外围的第一绝缘层；设在第一绝缘层外围的金属屏蔽层，金属屏蔽层为分段结构，各段金属屏蔽层分别与各根屏蔽导线一一对应，每段金属屏蔽层作为一段独立的测量电极，与其所对应的屏蔽导线实现电连接；设在金属屏蔽层外围的第二绝缘层。本发明的有益效果为：采用柔性结构取代刚性结构，降低传感器重量；可以适用于液体、浆体物料物位的测量，电极外围加装柔性铠甲后可以适用于固态物料的物位测量；配合智能多通道导纳（电容）变送器能够实现自动跟踪物料的物理特性发生的变化，实现自动校准；提高抗外界环境干扰性能和高测量精度。
【专利说明】一种导纳或电容物位计的多段缆式测量电极
【技术领域】
[0001]本发明属于测量领域，具体涉及一种导纳或电容物位计的多段缆式测量电极。
【背景技术】
[0002]采用射频导纳技术对物料高度进行测量是目前常见的传感测量方式，现有的射频导纳物位计具有结构简单，调试方便等优点，在国内外都有广泛应用。专利US005701084A中的射频导纳料位计，使用过程中要求测量物料的介电系数恒定，但是在实际测量中，物料的介电系数通常随温度、压力、密度等物理参数变化，所以应用过程中，需要人员根据物料的状态经常调节测量电路的参数。
[0003]为了解决物料介电系数变化对测量精度的影响，一种方法是采用分段结构的传感器，通过各段测量电极所测的物料信号的比较、运算，消除物料介电常数变化带来的影响。结构上采用在钢管垂直方向分段，段间绝缘的方式。这种结构有如下不足:1、钢管式传感器生产工艺复杂，重量重，不易运输和安装；2、测量固体物料时，传感器易受物料冲击而弯曲变形，导致损坏；3、如果测量潮湿或导电物料，探头外部需有绝缘层，绝缘层在测量块状物料易磨损而导致传感器损坏。
【发明内容】
[0004]本发明提出一种导纳或电容物位计的多段缆式测量电极，可以与智能多通道导纳或电容变送器结合形成一种智能物位计，解决传统射频导纳物位计在物料介电常数变化时不能实现自动校准的问题；解决了此前钢管分段式射频导纳或电容物位计传感器结构笨重、运输安装困难的问题；解决了此前钢管分段式射频导纳或电容物位计测量固体物料时传感器易弯曲变形而导致损坏的问题，显著提升传感器的使用寿命；解决了此前钢管分段式射频导纳或电容物位计测量固体物料时钢管与物料直接接触而带来的静电干扰，以及物料腐蚀传感器的问题；解决了此前分段式射频导纳物位计或电容物位计各段电极结构尺寸不一致而导致的测量信号不一致、不稳定进而影响测量精度的问题，弥补了现有技术中的不足。
[0005]本发明的技术方案是这样实现的:
[0006]一种导纳或电容物位计的多段缆式测量电极，其特征在于，包括:
[0007]多根屏蔽导线；
[0008]设在所述多根屏蔽导线外围的第一绝缘层；
[0009]设在所述第一绝缘层外围的金属屏蔽层，所述金属屏蔽层为分段结构，各段金属屏蔽层分别与各根屏蔽导线一一对应，每段金属屏蔽层作为一段独立的测量电极，与其所对应的屏蔽导线实现电连接；所述多根屏蔽导线用于传输各段测量电极检测的料位信号；
[0010]设在所述金属屏蔽层外围的第二绝缘层。
[0011]进一步地，所述的导纳或电容物位计的多段缆式测量电极还包括绝缘钢索，所述多根屏蔽导线围绕所述绝缘钢索缠绕。[0012]优选地，所述屏蔽导线为两根或两根以上的细电缆。
[0013]优选地，所述金属屏蔽层为两段或两段以上。
[0014]优选地，所述金属屏蔽层的段间间隔不小于5mm。
[0015]优选地，所述金属屏蔽层为导电金属丝编织的网状结构，或者为导电金属箔片缠绕的带状、螺旋状或管状结构。
[0016]优选地，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的材质为PA、PVC、UPVC, F4、F46或橡胶材料，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层是由上述任意一种材料涂覆而成，或者是上述任意一种材料做成的套管热缩、热熔、焊接或胶结而成。
[0017]进一步地，还包括柔性铠甲，所述柔性铠甲包括套设在测量电极外部的多个绝缘护套，所述绝缘护套横截面为圆形或椭圆形。
[0018]进一步地，所述柔性铠甲还包括带绝缘层的粗钢索和套设在所述绝缘护套外的金属护套，所述金属护套的横截面形状与所述绝缘护套的横截面形状相对应，所述绝缘护套上设有三个通孔，其中中间通孔位于圆形或椭圆形横截面的中心，两侧的通孔相对于中间的通孔对称分布，与中间的通孔相切或不相切；所述测量电极穿过多个所述绝缘护套的中间通孔；所述带绝缘层的粗钢索穿过多个所述绝缘护套的两侧通孔。
[0019]优选地，所述粗钢索为一根，其在中部对折后两端分别自下而上穿过所述绝缘护套的两侧通孔；或者所述粗钢索为两根，每根粗钢索分别自下而上穿过所述绝缘护套的两侧通孔。
[0020]本发明的有益效果为:
[0021]1、能够连续测量料仓物位，并且在物料介电常数变化时能够实现自动校准。
[0022]2、多段电极结构一致，采集信号的一致性和稳定性得到显著提高，显著提高测量精度。
[0023]3、与刚性电极相比，柔性缆式电极结构方便运输安装，且显著提高抗冲击能力，特别适合大量程料仓物位测量。
[0024]4、多段电极与物料绝缘，能够显著提升抵抗粉尘飞扬干扰、落料料流干扰以及静电干扰的性能。
[0025]5、应用范围更为广泛，可以适用于液体或浆状物料；加装铠甲后也可适用于粉尘状、颗粒状固体物料，抗磨损、抗腐蚀的性能得到显著提升。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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发明的一些实施例，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。
[0027]图1为本发明实施例所述的导纳或电容物位计的多段缆式测量电极的结构示意图；
[0028]图2为本发明实施例所述的导纳或电容物位计的多段缆式测量电极的剖面图；
[0029]图3为本发明实施例所述的绝缘钢索的结构示意图；
[0030]图4为本发明实施例所述的屏蔽导线的结构示意图；[0031]图5为本发明实施例所述的金属屏蔽层的结构示意图；
[0032]图6为本发明实施例所述的导纳或电容物位计的多段缆式测量电极加装柔性铠甲后的结构不意图；
[0033]图7为本发明实施例所述的测量电极与智能多通道导纳变送器结合形成的一种智能物位计的结构示意图。
[0034]图中:
[0035]1、屏蔽导线；2、第一绝缘层；3、金属屏蔽层；4、第二绝缘层；5、绝缘钢索；6、测量电极；7、绝缘护套；8、粗钢索；9、金属护套；10、智能多通道导纳变送器；11、转接腔体；12、法兰盘；13、过渡管；14、传感器。
【具体实施方式】
[0036]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0037]如图1-5所示，本发明实施例所述的导纳或电容物位计的多段缆式测量电极，包括:
[0038]多根屏蔽导线I ;
[0039]设在所述多根屏蔽导线I外围的第一绝缘层2 ；
[0040]设在所述第一绝缘层2外围的金属屏蔽层3，所述金属屏蔽层为分段结构，各段金属屏蔽层分别与各根屏蔽导线一一对应，每段金属屏蔽层作为一段独立的测量电极，与其所对应的屏蔽导线实现电连接；所述多根屏蔽导线用于传输各段测量电极检测的料位信号。
[0041]设在所述金属屏蔽层3外围的第二绝缘层4。
[0042]进一步地，所述的导纳或电容物位计的多段缆式测量电极还包括绝缘钢索5，所述多根屏蔽导线I围绕所述绝缘钢索5缠绕。绝缘钢索的作用是为了增加测量电极的强度。
[0043]本例中，所述屏蔽导线为六根细电缆。
[0044]本例中，所述金属屏蔽层为五段，所述每段金属屏蔽层的尺寸相同。
[0045]本例中，所述金属屏蔽层的段间间隔等于20mm。
[0046]其中，金属屏蔽层可以为导电金属丝编织的网状结构，也可以为导电金属箔片缠绕的带状、螺旋状或管状结构。
[0047]其中，第一绝缘层和所述第二绝缘层的材质为PA、PVC、UPVC、F4、F46或橡胶材料，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层是由上述任意一种材料涂覆而成，或者是上述任意一种材料做成的套管热缩、热熔、焊接或胶结而成。
[0048]如图6所示，本发明实施例所述的测量电极6外部加装了柔性铠甲，所述柔性铠甲包括套设在测量电极6外部的多个绝缘护套7，所述绝缘护套7横截面为椭圆形。所述柔性铠甲还包括带绝缘层的粗钢索8和套设在所述绝缘护套7外的金属护套9，所述金属护套9的横截面形状与所述绝缘护套7的横截面形状相对应，所述绝缘护套7上设有三个通孔，其中中间通孔位于椭圆形横截面的中心，两侧的通孔相对于中间的通孔对称分布，与中间的通孔相切；所述测量电极6穿过多个所述绝缘护套7的中间通孔；所述带绝缘层的粗钢索8穿过多个所述绝缘护套7的两侧通孔。在应用所述的测量电极组装成物位计时，所述粗钢索8端部固定在物位计的转接腔体内。金属护套主要用于加强绝缘护套的耐磨强度。所述粗钢索为一根，其在中部对折后两端分别自下而上穿过所述绝缘护套的两侧通孔；或者也可以是所述粗钢索为两根，每根粗钢索分别自下而上穿过所述绝缘护套的两侧通孔。粗钢索主要作用是将绝缘护套和金属护套连接在一起，形成柔性铠甲以保护测量电极。
[0049]柔性铠甲的作用是为了保护测量电极，避免受固体物料的摩擦，其中摩擦力较小的场合可以省去金属护套，测量液体时则可以整体省去柔性铠甲，直接使用测量电极即可。
[0050]如图7所示，本发明实施例所述的测量电极与智能多通道导纳变送器结合形成的一种智能物位计，包括自上而下顺次连接的智能多通道导纳变送器10、转接腔体11、法兰盘12、过渡管13和传感器14，所述传感器14和所述智能多通道导纳变送器10在所述转接腔体11内实现机械连接和电连接，所述传感器14包括本发明实施例所述的测量电极6，所述智能多通道导纳变送器10接收并处理所述测量电极6的测量信号并输出料仓的物位高度信号。
[0051]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种导纳或电容物位计的多段缆式测量电极，其特征在于，包括: 多根屏蔽导线； 设在所述多根屏蔽导线外围的第一绝缘层； 设在所述第一绝缘层外围的金属屏蔽层，所述金属屏蔽层为分段结构，各段金属屏蔽层分别与各根屏蔽导线一一对应，每段金属屏蔽层作为一段独立的测量电极，与其所对应的屏蔽导线实现电连接； 设在所述金属屏蔽层外围的第二绝缘层。
2.根据权利要求1所述的导纳或电容物位计的多段缆式测量电极，其特征在于:还包括绝缘钢索，所述多根屏蔽导线围绕所述绝缘钢索缠绕。
3.根据权利要求1或2所述的导纳或电容物位计的多段缆式测量电极，其特征在于:所述屏蔽导线为两根或两根以上的细电缆。
4.根据权利要求1或2所述的导纳或电容物位计的多段缆式测量电极，其特征在于:所述金属屏蔽层为两段或两段以上。
5.根据权利要求4所述的导纳或电容物位计的多段缆式测量电极，其特征在于:所述金属屏蔽层的段间间隔不小于5mm。
6.根据权利要求5所述的导纳或电容物位计的多段缆式测量电极，其特征在于:所述金属屏蔽层为导电金属丝编织的网状结构，或者为导电金属箔片缠绕的带状、螺旋状或管状结构。
7.根据权利要求1或2所述的导纳或电容物位计的多段缆式测量电极，其特征在于:所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的材质为PA、PVC、UPVC、F4、F46或橡胶材料，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层是由上述任意一种材料涂覆而成，或者是上述任意一种材料做成的套管热缩、热熔、焊接或胶结而成。
8.根据权利要求1或4所述的导纳或电容物位计的多段缆式测量电极，其特征在于:还包括柔性铠甲，所述柔性铠甲包括套设在测量电极外部的多个绝缘护套，所述绝缘护套横截面为圆形或椭圆形。
9.根据权利要求8所述的导纳或电容物位计的多段缆式测量电极，其特征在于:所述柔性铠甲还包括带绝缘层的粗钢索和套设在所述绝缘护套外的金属护套，所述金属护套的横截面形状与所述绝缘护套的横截面形状相对应，所述绝缘护套上设有三个通孔，其中中间通孔位于圆形或椭圆形横截面的中心，两侧的通孔相对于中间的通孔对称分布，与中间的通孔相切或不相切；所述测量电极穿过多个所述绝缘护套的中间通孔；所述带绝缘层的粗钢索穿过多个所述绝缘护套的两侧通孔。
10.根据权利要求9所述的导纳或电容物位计的多段缆式测量电极，其特征在于:所述粗钢索为一根，其在中部对折后两端分别自下而上穿过所述绝缘护套的两侧通孔；或者所述粗钢索为两根，每根粗钢索分别自下而上穿过所述绝缘护套的两侧通孔。
【文档编号】G01F23/22GK103542910SQ201310579240
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年11月18日 优先权日:2013年11月18日
【发明者】于浩业, 朱更君, 孟敬伟 申请人:于浩业, 朱更君