专利名称：一种矿用管道液位传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及流量传感器技术领域，具体涉及一种用于矿井下检测管道内液位的管道液位传感器。
背景技术：
目前，在判断矿井下管道内液体是否存在方面一直没有相应的有效手段。传统的机械式流量检测装置因为传感器探头有运动固件(如档板)存在于管道中，可能对液体流动造成干扰，甚至在液体有腐蚀性或污浊时出现误判断或者损坏。常见的用于检测管道内的液体的装置为利用超声波测量或者电磁式测量原理的检测传感器，该两型传感器均为基于流量检测的传感器，其可以检测管道内液体的流量大小，但是对于流速较慢或者液体静止的情况，测量效果很不明显。公开号为CN 201764883 U的中国专利文献，公开了一种流量传感器，该流量传感器通过在腔体内设置档板和转子，通过将传感器的环形腔体分为三个封闭的且相互交替变化容积的腔室来进行流量的测量，其结构相对复杂，工作可靠性不佳，且当液体处于静止状态，难以检测。
实用新型内容本实用新型的目的是:克服现有技术的不足，提供一种内部无运动固件、结构简单、安装方便、安全可靠、检测管道内的液位方便且可根据不同介电常数的液体的不同相应调节检测灵敏度的矿用管道液位传感器。本实用新型的技术方案是:本实用新型的矿用管道液位传感器，其结构特点是:包括基体、盖板、密封组件、灯罩组件、内衬、紧固件、转接头组件和电路装置；上述的基体包括一体连接的圆柱体部、管道连接部和安装部；盖板上设有2个灯罩安装孔；密封组件包括密封圈和2个密封垫；灯罩组件包括结构相同的2个灯罩；内衬为中空圆柱体件，内衬的上端分左右设有2个电极棒插接孔；紧固件设有结构相同的2个；转接头组件包括转接头和垫圈；电路装置包括电极棒、电极、电源指示灯、报警指示灯、出线嘴和电路板；电极棒和电极均分别设有结构相同的2个；电极的上端设有电极棒插接孔；上述的2个电极分左右设置在内衬内，且2个电极各自的电极棒插接孔分别与内衬的2个电极棒插接孔相对齐；2个紧固件设置在内衬内且分别位于2个电极的左右两侧；内衬的右端通过密封组件的I个密封垫与基体的圆柱体部和管道连接部的结合部相接；转接头通过垫圈与基体的圆柱体部的左端固定连接；2个电极棒分别插接在内衬的2个电极棒插接孔和2个电极的电极棒插接孔内；电路板固定安装在2个电极棒上；电源指示灯和报警指示灯分别设于2个灯罩内；2个灯罩通过盖板的2个灯罩安装孔固定安装在盖板上；盖板与基体的安装部通过密封组件的密封圈密封固定连接；出线嘴与安装部螺纹连接；上述的电路装置的电路板上设置有信号放大电路、灵敏度调节电路、单片机控制电路和输出控制电路；[0009]信号放大电路设有第一和第二检测信号输入端以及信号输出端；灵敏度调节电路设有调节信号输出端；单片机控制电路设有检测信号输入端、调节信号输入端和控制信号输出端；输出控制电路设有控制信号输入端、检测信号输出端、报警指示灯点亮控制端和电源指示灯点亮控制端；信号放大电路的第一、第二检测信号输入端分别与2个电极棒中的一个电连接；单片机控制电路的检测信号输入端与信号放大电路的信号输出端电连接；单片机控制电路的调节信号输入端与灵敏度调节电路的调节信号输出端电连接；输出控制电路的控制信号输入端与单片机控制电路的控制信号输出端电连接；输出控制电路的报警指示灯点亮控制端与报警指示灯的正极电连接；输出控制电路的电源指示灯点亮控制端与电源指示灯的正极电连接；输出控制电路的检测信号输出端通过导线从出线嘴输出。进一步的方案是:上述的基体为不锈钢浇注一体件；上述的基体的圆柱体部为中空的圆柱体件，其上端设有与安装部的下端开口相一致的开口 ；管道连接部设于圆柱体部的右端，管道连接部的右端的管道内壁上设有使用时与液体管道连接用的内螺纹；圆柱体部的左端内壁上设有连接用的内螺纹；安装部的主体为上下向中空的椭圆形一体件，安装部由其下端面与圆柱体部的上部开口处的上端面一体连接；安装部的上部右端设有向右突出的出线嘴连接部，出线嘴连接部的右端的内壁上设有连接用的内螺纹；安装部的四角端部设有4个螺钉柱，螺钉柱内设有螺钉孔。进一步的方案是:上述的盖板为不锈钢板体件；盖板的形状与基体的安装部的上端面的形状相适应；盖板的四角端部设有与基体的安装部的螺钉孔相配合的4个螺钉孔；上述的盖板的2个灯罩安装孔设置在盖板的偏中部位置且分左、右两侧设置；盖板与基体的安装部的固定连接方式为通过4个螺钉固定连接。进一步的方案是:上述的灯罩组件还包括2个固定螺母；上述的灯罩组件4的灯罩为透明有机玻璃一体件；灯罩包括一体连接的设于上部的内部为空腔的灯罩帽和设于下部的中空的圆柱体部；圆柱体部的外壁上设有外螺纹；灯罩固定在盖板上的方式为灯罩通过其圆柱体部的外壁上的外螺纹与固定螺母配合固定。进一步的方案是:上述的内衬的材质为绝缘耐腐蚀的尼龙；电极棒的材质为黄铜；电极的材质为304不锈钢。。进一步的方案是:上述的转接头组件的转接头为不锈钢制件；垫圈的材质为聚四氟乙烯；转接头包括从左到右依次一体相连接的左端部、圆环部和右端部；转接头的左端部的内壁上设有使用时与液体管道连接用的内螺纹；右端部的外壁上设有外螺纹；转接头与基体的圆柱体部的左端固定连接方式为转接头的右端部套接垫圈并且在右端部的右端设置密封组件的另外I个密封垫后螺纹连接。进一步的方案还有:上述的电源指示灯和报警指示灯均为LED灯。本实用新型具有积极的效果:(I)本实用新型的矿用管道液位传感器，在使用时，通过其基体的管道连接部以及转接头组件的转接头与矿用传送液体的管道直接连接，串在管道之间，其内部不设如挡板之类的运动固件，检测管道内的液体的液位比较方便。(2)本实用新型的矿用管道液位传感器，根据液位的高低，其电路装置的两个电极间的阻值相应发生变化，电极间阻值的变化信号取样为电压信号合经过电路处理变成相应的信号输出，测量液位反应灵敏、精度高。(3)本实用新型的矿用管道液位传感器，在使用时用户可以针对管道内不同液体的介电常数的不同，通过电路装置中的灵敏度调节电路进行相应设置，以满足不同使用环境需要，适用性强。(4)本实用新型的矿用管道液位传感器通过结构上的设计，可有效地适应如煤矿井下等使用环境恶劣场所的使用需要，工作性能稳定，使用安全可靠。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为图1的右视图；图3为对图1中的盖板和基体的安装部进行局部剖视后的示意图；图4为图1的展开装配示意图；图5为本实用新型的电原理框图。上述附图中的附图标记如下:基体1，圆柱体部11，管道连接部12，安装部13，螺钉柱13_1，螺钉孔13_2，出线嘴连接部13-3，盖板2，灯罩安装孔21，密封组件3，密封圈31，密封垫32，灯罩组件4，灯罩41，灯罩帽41-1，圆柱体部41_2，固定螺母42，内衬5，电极棒插接孔51，紧固件6，第一紧固件61，第二紧固件62，转接头组件7，转接头71，左端部71-1，圆环部71_2，右端部71_3，垫圈72，电路装置8，电极棒81，上圆柱体部81-1，下圆柱体部81_2，第一电极棒81a，第二电极棒81b，电极82，第一电极82a，第二电极82b，电极棒插接孔82_1，电源指示灯83，报警指示灯84，出线嘴85，电路板86，安装螺钉孔86a，信号放大电路86_1，灵敏度调节电路86-2，单片机控制电路86-3，输出控制电路86-4。
具体实施方式
(实施例1)见图1至图5，本实施例的矿用管道液位传感器，由基体1、盖板2、密封组件3、灯罩组件4、内衬5、紧固件6、转接头组件7和电路装置8组成。基体I为不锈钢浇注一体件。基体I由圆柱体部11、管道连接部12和安装部13
一体组成。基体I的圆柱体部11为中空的圆柱体，其上端设有与安装部13的下端开口相一致的开口，管道连接部12设于圆柱体部11的右端，管道连接部12的右端的管道内壁上设有用于和矿井下液体管道连接的内螺纹，圆柱体部11的左端内壁上设有连接用的内螺纹。安装部13的主体为上下向中空的整体呈椭圆形的一体件，安装部13由其下端面与圆柱体部11的上部开口处的上端面一体连接。安装部13的上部右端设有向右突出的出线嘴连接部13-3，出线嘴连接部13-3为中空的基本呈圆柱体状的构件，出线嘴连接部13-3的右端的内壁上设有连接用的内螺纹。安装部13的四角端部设有4个螺钉柱13-1，螺钉柱13-1内设有螺钉孔13-2。[0036]盖板2为不锈钢板体件，盖板2的形状与基体I的安装部13的上端面的形状相适应。盖板2的四角端部设有与基体I的安装部13的螺钉孔13-2相对应配合的4个螺钉孔。盖板2的偏中部位置分左、右设有2个上下向的圆形通孔，作为灯罩安装孔21。密封组件3包括密封圈31和2个密封垫32。密封圈31的形状为椭圆形，其大小和形状与基体I的安装部13的上端面相适应，密封圈31用于盖板2和基体I的安装部13的上部的密封连接。2个密封圈32均为圆环形，其外径与基体I的圆柱体部11的内径相配合。密封组件3的材质均为橡胶件。灯罩组件4由灯罩41和固定螺母42组成。灯罩41和固定螺母42均设有结构相同的2个。灯罩41为透明有机玻璃一体件，灯罩41由一体连接的设于上部的内部为空腔的灯罩帽41-1和设于下部的中空的圆柱体部41-2组成，圆柱体部41-2的外壁上设有外螺纹。与灯罩组件4配套设有2个固定螺母43。2个灯罩组件4的2个灯罩41由其圆柱体部41-2的外螺纹垫上ο型圈密封圈后通过2个螺母41-2旋合固定在盖板2上。内衬5为绝缘耐腐蚀的尼龙材质的中空圆柱体一体件。内衬5的外径与基体I的圆柱体部11的内径相配合；内衬5的轴向长度较之基体I的圆柱体部11的轴向长度略短。内衬5的上端中间分左右设有2个上下向的通孔，作为电极棒插接孔51。紧固件6为中空的扁圆柱体件，其材质为聚四氟乙烯。紧固件6设有结构相同的2个，按照其应用的左、右位置区别为第一紧固件61和第二紧固件62。紧固件6的外径与内衬5的内径相适应。转接头组件7由转接头71和垫圈72组成。转接头71为不锈钢制件，转接头71由左端部71-1、圆环部71-2和右端部71-3组成，左端部71_1、圆环部71_2和右端部71_3从左到右依次一体相连接。转接头71的中间为左右向的圆形通孔。转接头71的左端部71-1的外周基本呈正六边形，便于安装时通过扳手进行固定组装，左端部71-1的内壁上设有使用时与矿井内液体管道连接用的内螺纹。圆环部71-2的外径与基体I的圆柱体部11的外径相同。右端部71-3为扁圆柱体，右端部71-3的外壁上设有外螺纹，其与基体I的圆柱体部11的左端部内壁上设置的内螺纹相配合。垫圈72为圆环形件，垫圈72的材质为聚四氟乙烯。垫圈72的外径与转接头71的圆环部71-2的外径相同；其内径与转接头71的右端部71-3的外径相配合。电路装置8由电极棒81、电极82、电源指示灯83、报警指示灯84、出线嘴85和电路板86组成。电极棒81设有结构相同的2个，按照安装时的左、右位置区别为第一电极棒81a和第二电极棒81b。电极棒81由上圆柱体部81-1和下圆柱体部81-2 —体连接组成。电极棒81的上圆柱体部81-1的上部设有带内螺纹的螺钉孔，上圆柱体部81-1的外径与内衬5的电极棒插接孔51的大小相适应。下圆柱体部81-2的外径小于上圆柱体部81-1的外径。电极棒81的材质为黄铜。电极82设有结构相同的2个，按照安装时左、右位置不同区别为第一电极82a和第二电极82b。电极82的形状为中空的扁圆柱体，其外径与内衬5的内径相配合；电极82的上端设有电极棒插接孔82-1，电极棒插接孔82-1的大小与电极棒81的下圆柱体部81-2的外径相配合。电极82的材质为304不锈钢。电源指示灯83和报警指示灯84本实施例中均优选采用LED灯，电源指示灯83和报警指示灯84分别固定安装在灯罩组件4的2个灯罩41内。出线嘴85本实施例中优选采用防水接头。出线嘴85的左端部为中空的圆柱体，出线嘴85的左端部上设有外螺纹，其与基体I的安装部13的出线嘴连接部13-3的内螺纹相配合，从而使出线嘴85旋合固定在安装部13上。电路板86上设有2个安装螺钉孔86a，2个安装螺钉孔86a的左右向的位置与内衬5的2个电极棒插接孔51的位置相对应。见图3和图4，安装时，电极82的第一电极82a设置在内衬5内的左部、第二电极82b设置在内衬5内的右部，且2个电极82的电极棒插接孔82-1分别与内衬5的2个电极棒插接孔51上下向对齐；紧固件6的第一紧固件61设置在内衬5内且位于第一电极82a的左端，紧固件6的第二紧固件62设置在内衬5内且位于第二电极82b的右端；内衬5的右端通过密封组件3的I个密封垫32与基体I的圆柱体部11和管道连接部12的结合部相接；且内衬5的电极棒插接孔51朝上设置；转接头组件7的转接头71的右端部71-3套上垫圈72后通过密封组件3的另外I个密封垫32与基体I的圆柱体部11的左端螺纹连接，从而将内衬5固定在基体I的圆柱体部11内。电路装置8的2个电极棒81分别各插入内衬5的I个电极棒插接孔51内，且使电极棒81的下圆柱体部81-2与电极82的电极棒插接孔82-1的壁体紧密接触；电路板86通过其2个安装螺钉孔86a用螺钉固定在2个电极棒81的上方，并用环氧灌封胶灌封；盖板2通过4个螺钉固定在基体I的安装部13的上端面上，从而完成本实施例的矿用管道液位传感器的组装。见图5，电路装置8的电路板86上设置有信号放大电路86-1、灵敏度调节电路86-2、单片机控制电路86-3和输出控制电路86-4 ;单片机控制电路86_3的核心器件为单片机；灵敏度调节电路86-2设有可调电位器。信号放大电路86-1设有第一和第二检测信号输入端以及信号输出端；灵敏度调节电路86-2设有调节信号输出端；单片机控制电路86-3设有检测信号输入端、调节信号输入端和控制信号输出端；输出控制电路86-4设有控制信号输入端、检测信号输出端、报警指示灯点亮控制端和电源指示灯点亮控制端。信号放大电路86-1的第一检测信号输入端与电极棒81的第一电极棒81a电连接；信号放大电路86-1的第二检测信号输入端与电极棒81的第二电极棒81b电连接；单片机控制电路86-3的检测信号输入端与信号放大电路86-1的信号输出端电连接；单片机控制电路86-3的调节信号输入端与灵敏度调节电路86-2的调节信号输出端电连接；输出控制电路86-4的控制信号输入端与单片机控制电路86-3的控制信号输出端电连接；输出控制电路86-4的报警指示灯点亮控制端与报警指示灯84的正极电连接；输出控制电路86-4的电源指示灯点亮控制端与电源指示灯83的正极电连接；报警指示灯84和电源指示灯83的负极均接地；输出控制电路86-4的检测信号输出端通过导线从出线嘴85输出。本实施例的矿用管道液位传感器的工作原理简述如下:本实施例的矿用管道液位传感器使用时，通过其基体I的管道连接部以及转接头组件7的转接头71与矿用传送液体的管道直接连接，串在管道之间。其正常工作时，电源指示灯83点亮，也即电源指示灯83作为传感器的工作指示灯；当传感器管道内有液体时，并且当液位的高低发生变化时，两个电极82间的电阻值相应发生变化，相应地由2个电极棒81取样的电压信号发生变化，信号放大电路86-1将电压变化信号放大后传输给单片机控制电路86-3进行处理；单片机控制电路86-3根据其单片机内置的程序和设定的电压对照参考值，将液位的相应信息通过输出控制电路86-4的检测信号输出端通过导线从出线嘴85输出到如监控中心的相应后台处理终端上。用户可以针对管道内不同液体的介电常数的不同，通过灵敏度调节电路86-2的可调电位器相应设置单片机内的参考电压值，以满足不同使用环境需要。以上实施例是对本实用新型的具体实施方式
的说明，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本实用新型的专利保护范围。
权利要求1.一种矿用管道液位传感器，其特征在于:包括基体(I)、盖板(2)、密封组件(3)、灯罩组件(4)、内衬(5)、紧固件(6)、转接头组件(7)和电路装置(8)； 所述的基体(I)包括一体连接的圆柱体部(11)、管道连接部(12)和安装部(13);盖板(2)上设有2个灯罩安装孔(21);密封组件(3)包括密封圈(31)和2个密封垫(32);灯罩组件(4)包括结构相同的2个灯罩(41);内衬(5)为中空圆柱体件，内衬(5)的上端分左右设有2 个电极棒插接孔(51);紧固件(6)设有结构相同的2个；转接头组件(7)包括转接头(71)和垫圈(72)； 电路装置(8)包括电极棒(81)、电极(82)、电源指示灯(83)、报警指示灯(84)、出线嘴(85)和电路板(86);电极棒(81)和电极(82)均分别设有结构相同的2个；电极(82)的上端设有电极棒插接孔(82-1)； 所述的2个电极(82)分左右设置在内衬(5)内，且2个电极(82)各自的电极棒插接孔(82-1)分别与内衬(5)的2个电极棒插接孔(51)相对齐；2个紧固件(6)设置在内衬(5)内且分别位于2个电极(82)的左右两侧；内衬(5)的右端通过密封组件(3)的I个密封垫(32)与基体(I)的圆柱体部(11)和管道连接部(12)的结合部相接；转接头(71)通过垫圈(72)与基体(I)的圆柱体部(11)的左端固定连接；2个电极棒(81)分别插接在内衬(5)的2个电极棒插接孔(51)和2个电极(82)的电极棒插接孔(82-1)内；电路板(86)固定安装在2个电极棒(81)上；电源指示灯(83)和报警指示灯(84)分别设于2个灯罩(41)内；2个灯罩(41)通过盖板(2)的2个灯罩安装孔(21)固定安装在盖板(2)上；盖板(2)与基体Cl)的安装部(13)通过密封组件(3)的密封圈(31)密封固定连接；出线嘴(85)与安装部(13)螺纹连接； 所述的电路装置(8)的电路板(86)上设置有信号放大电路(86-1)、灵敏度调节电路(86-2)、单片机控制电路(86-3)和输出控制电路(86-4)； 信号放大电路(86-1)设有第一和第二检测信号输入端以及信号输出端；灵敏度调节电路(86-2)设有调节信号输出端；单片机控制电路(86-3)设有检测信号输入端、调节信号输入端和控制信号输出端；输出控制电路(86-4)设有控制信号输入端、检测信号输出端、报警指不灯点売控制端和电源指不灯点売控制端； 信号放大电路(86-1)的第一、第二检测信号输入端分别与2个电极棒(81)中的一个电连接；单片机控制电路(86-3)的检测信号输入端与信号放大电路(86-1)的信号输出端电连接；单片机控制电路(86-3)的调节信号输入端与灵敏度调节电路(86-2)的调节信号输出端电连接；输出控制电路(86-4)的控制信号输入端与单片机控制电路(86-3)的控制信号输出端电连接；输出控制电路(86-4)的报警指示灯点亮控制端与报警指示灯(84)的正极电连接；输出控制电路(86-4)的电源指示灯点亮控制端与电源指示灯(83)的正极电连接；输出控制电路(86-4)的检测信号输出端通过导线从出线嘴(85)输出。
2.根据权利要求1所述的矿用管道液位传感器，其特征在于:所述的基体(I)为不锈钢浇注一体件；所述的基体(I)的圆柱体部(11)为中空的圆柱体件，其上端设有与安装部(13)的下端开口相一致的开口 ；管道连接部(12)设于圆柱体部(11)的右端，管道连接部(12)的右端的管道内壁上设有使用时与液体管道连接用的内螺纹；圆柱体部(11)的左端内壁上设有连接用的内螺纹；安装部(13)的主体为上下向中空的椭圆形一体件，安装部(13)由其下端面与圆柱体部(11)的上部开口处的上端面一体连接；安装部(13)的上部右端设有向右突出的出线嘴连接部(13-3 )，出线嘴连接部(13-3 )的右端的内壁上设有连接用的内螺纹；安装部(13)的四角端部设有4个螺钉柱(13-1)，螺钉柱(13-1)内设有螺钉孔(13-2)。
3.根据权利要求2所述的矿用管道液位传感器，其特征在于:所述的盖板(2)为不锈钢板体件；盖板(2)的形状与基体(I)的安装部(13)的上端面的形状相适应；盖板(2)的四角端部设有与基体(I)的安装部(13)的螺钉孔(13-2)相配合的4个螺钉孔；所述的盖板(2)的2个灯罩安装孔(21)设置在盖板(2)的偏中部位置且分左、右两侧设置；盖板(2)与基体(O的安装部(13)的固定连接方式为通过4个螺钉固定连接。
4.根据权利要求3所述的矿用管道液位传感器，其特征在于:所述的灯罩组件(4)还包括2个固定螺母(42);所述的灯罩组件4的灯罩(41)为透明有机玻璃一体件；灯罩(41)包括一体连接的设于上部的内部为 空腔的灯罩帽(41-1)和设于下部的中空的圆柱体部(41-2);圆柱体部(41-2)的外壁上设有外螺纹；灯罩(41)固定在盖板(2)上的方式为灯罩(41)通过其圆柱体部(41-2)的外壁上的外螺纹与固定螺母(42)配合固定。
5.根据权利要求4所述的矿用管道液位传感器，其特征在于:所述的内衬(5)的材质为绝缘耐腐蚀的尼龙；电极棒(81)的材质为黄铜；电极(82)的材质为304不锈钢。
6.根据权利要求5所述的矿用管道液位传感器，其特征在于:所述的转接头组件(7)的转接头(71)为不锈钢制件；垫圈(72)的材质为聚四氟乙烯；转接头(71)包括从左到右依次一体相连接的左端部(71-1)、圆环部(71-2)和右端部(71-3);转接头(71)的左端部(71-1)的内壁上设有使用时与液体管道连接用的内螺纹；右端部(71-3)的外壁上设有外螺纹；转接头(71)与基体(I)的圆柱体部(11)的左端固定连接方式为转接头(71)的右端部(71-3)套接垫圈(74)并且在右端部(71-3)的右端设置密封组件(3)的另外I个密封垫(32)后螺纹连接。
7.根据权利要求1所述的矿用管道液位传感器，其特征在于:所述的电源指示灯(83)和报警指示灯(84)均为LED灯。
专利摘要本实用新型提供一种矿用管道液位传感器，包括基体、盖板、密封组件、灯罩组件、内衬、2个紧固件、转接头组件和电路装置；内衬为中空圆柱体件，内衬的上端设有2个电极棒插接孔；电路装置包括2个电极棒、2个电极、电源指示灯、报警指示灯、出线嘴和电路板；电极的上端设有电极棒插接孔；2个电极和2个紧固件设置在内衬内，2个电极棒与2个电极插接，内衬安装在基体内；转接头与基体密封固定连接；灯罩安装在盖板上，指示灯设在灯罩内；盖板与基体密封固定连接；出线嘴与基体固定连接；电路板上设有信号放大、灵敏度调节、单片机控制和输出输出电路。本实用新型测量管道内液位方便且精度高、灵敏度可调，安全可靠，适应矿用恶劣环境的需要。
文档编号G01F23/22GK203083654SQ20132002772
公开日2013年7月24日 申请日期2013年1月18日 优先权日2013年1月18日
发明者李庆昭, 蒋军庭, 陈家财, 崔怀兵, 蒋伟, 宋海军 申请人:天地(常州)自动化股份有限公司, 中煤科工集团常州自动化研究院