双电容传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种双电容传感器，外筒中设置有下中筒和上中筒，上中筒设置在下中筒的正上方，上中筒中设置有内筒，内筒同时设置在下中筒和上中筒的内部；下中筒同时与外筒、内筒形成供电容检测电路检测的电容C1，上中筒同时与外筒、内筒形成供电容检测电路检测的电容C2，C1电容值和C2电容值相等。内筒提高了测量灵敏度，外筒和内筒电连接的，是电容的负极，下中筒和上中筒相对外筒有电容值，相对内筒也有电容值，总的灵敏度为这两个灵敏度之和；电容值稳定无干扰，下中筒线缆或上中筒线缆从内筒中穿过或存放时，电容值不会产生变化，线缆在内筒中晃动时不会产生干扰；将下中筒线缆和上中筒线缆多余部分存放在内筒中。
【专利说明】双电容传感器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及到低温气瓶或储罐内所使用的电容式传感器领域，具体涉及一种双电容传感器。
【背景技术】
[0002]近年来随着国家政策的支持，工业瓶和车载瓶发展迅速，其瓶内的液位测量大多是用电容式传感器的液位计。但常规的液位计必须要标定零位，在气瓶内有液体时很难知道此时此刻的真实零位，并且容易受液体介质的影响。
[0003]专利号为“201220576669.1”的中国专利公开了一种三线式双电容传感器，包括外管，设置在外管内的上内管和下内管，所述上内管和外管形成参比电容传感器，下内管和外管形成测量电容传感器，所述上内管和下内管间设置有用于将其绝缘连接在一起的支撑装置。该三线式双电容传感器能够实现LNG气瓶内液位测量的自动校准和自适应LNG由于液源不同引起的介电常数变化，但是其灵敏度达不到一些特定的环境的使用要求。
[0004]专利号为“201120403939.4”的中国专利公开了一种液化气用双同轴电容传感器，其组成包括聚四氟乙烯电缆、外筒和中筒，在中筒内设置有内筒，内筒和外筒导电连接，中筒与聚四氟乙烯电缆芯线导电连接，外筒、中筒、内筒之间设置有间隙。该传感器用于提高LNG燃料箱液位测量精度和增强抗干扰能力，其为单电容传感器，具有高灵敏度，但是其在液体介质影响下无法进行自动校准和自适应。
[0005]综上专利，没有一项技术能够在高灵敏度的同时实现自动校准和自适应的传感器。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的在于为了实现能够在高灵敏度的同时自动校准和自适应的功能，而提供了 一种双电容传感器，该双电容传感器利用容器内液体液位的变化使电容值改变的原理进行测量，实现自动标定零位和自动标定满位，介电常数的变化不影响测量精度，解决现有传感器很难在高灵敏度的同时实现自动校准和自适应功能的问题。
[0007]本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是:双电容传感器，包括外筒，所述外筒中设置有下中筒和上中筒，且上中筒设置在下中筒的正上方，所述上中筒中设置有内筒，且内筒同时设置在下中筒和上中筒的内部，外筒和内筒是电连接的；下中筒同时与外筒、内筒形成供电容检测电路检测的电容Cl，上中筒同时与外筒、内筒形成供电容检测电路检测的电容C2，且Cl电容值和C2电容值相等。相对于现有的单电容传感器或者双电容传感器，内筒的设置对本实用新型的作用是很明显的，首先是提高了测量灵敏度，外筒和内筒电连接的，是电容的负极，所以下中筒和上中筒相对外筒有电容值，相对内筒也有电容值，总的灵敏度为这两个灵敏度之和。其次是电容值稳定无干扰，下中筒线缆或上中筒线缆从内筒中穿过或存放时，电容值不会产生变化，线缆在内筒中晃动时不会产生干扰。其三是可以将下中筒线缆和上中筒线缆多余部分存放在内筒中，便于多线缆的布置。[0008]外筒的下端设置有底座，外筒的顶端设置有上支架，且内筒的底端和外筒的底端均与底座固定，内筒的顶端和外筒的顶端均与上支架固定；下中筒和底座之间设置有下绝缘体，且下绝缘体同时与下中筒和底座固定；下中筒和上中筒之间设有中绝缘体，中绝缘体同时与下中筒的顶端和上中筒的底端固定，上中筒和上支架之间设置有上绝缘体，且上绝缘体同时与上中筒和上支架固定，下中筒和上中筒是直径相同且同轴装配。上支架是作为对外筒、上中筒以及内筒的顶端作为支撑部件，而底座也是作为支撑结构，要保证下中筒和上中筒之间的绝缘功能。
[0009]上支架顶端设有线缆对接装置，线缆对接装置分别连接有上中筒屏蔽线缆和下中筒屏蔽线缆，下中筒屏蔽线缆一端穿过内筒后与下中筒连接，另一端与线缆对接装置电连接后伸出外筒，形成了供电容检测电路检测的电容Cl ;上中筒屏蔽线缆一端与上中筒连接，另一端与线缆对接装置电连接后伸出外筒，形成了供电容检测电路检测的电容C2，且Cl电容值和C2电容值相等。本实用新型能自动标定零位和自动标定满位，Cl为下中筒这条支路对应的电容值，C2为上中筒这条支路对应的电容值，设下中筒和上中筒的长度比值等于K，电容生产合格后，Cl等于C2。当气瓶中的液体液位在中绝缘体之下时，此时检测的C2零位值就等于Cl的零位值，当气瓶中的液体液位在中绝缘体之上时，此时检测出了 Cl满位值，将Cl满位值减Cl零位值的差除以K就等于C2的满位增量值，此增量值加上C2零位值就等于C2满位值，即Cl和C2的零位满位值都可以计算出来，那么液体液位在任意高度都可以计算出来，所以本实用新型能自动标定零位和自动标定满位，且在整个计算过程中和介质的介电常数无关，并且下中筒和上中筒的长度比值可以是任意值。解决现有传感器很难在高灵敏度的同时实现自动校准和自适应功能的问题。
[0010]线缆对接装置的作用，首先是便于批量生产，电容筒体生产检验合格后，才进行信号线缆的对接，一般信号线缆的长度是1.5米至2.5米，如果这么长的线缆伴随整个电容传感器的组装过程，速度慢且容易造成隐患，其次是可以提高产品合格率，由于生产组装或材料差异的原因，会造成两个电容的值有些差异，此时可以改变下中筒线缆或上中筒线缆的长度使两个电容精确地达到规定的值，可以使合格率到达100%。
[0011]综上，本实用新型的有益效果是:
[0012]1、内筒首先是提高了测量灵敏度，外筒和内筒电连接的，是电容的负极，所以下中筒和上中筒相对外筒有电容值，相对内筒也有电容值，总的灵敏度为这两个灵敏度之和；
[0013]2、其次是电容值稳定无干扰，下中筒线缆或上中筒线缆从内筒中穿过或存放时，电容值不会产生变化，线缆在内筒中晃动时不会产生干扰；
[0014]3、实现测量的灵敏度，同时也实现自动校准和自适应功能；
[0015]4、其四是可以将下中筒线缆和上中筒线缆多余部分存放在内筒中。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的结构示意图。
[0017]附图中标记及相应的零部件名称:1 一底座；2—下绝缘体；3—下中筒；4一下中筒屏蔽线缆；5—内筒；6—外筒；7—中绝缘体；8—上中筒；9一上绝缘体；10—上中筒屏蔽线缆；11—上支架；12—调节套；13—线缆对接装置；14一线缆引出套；15—信号线缆。【具体实施方式】
[0018]下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0019]实施例1:
[0020]如图1所示，双电容传感器，包括外筒6，所述外筒6中设置有下中筒3和上中筒8，且上中筒8设置在下中筒3的正上方，所述上中筒8中设置有内筒5，且内筒5同时设置在下中筒3和上中筒8的内部，外筒6和内筒5是电连接的；下中筒3同时与外筒6、内筒5形成供电容检测电路检测的电容Cl，上中筒8同时与外筒6、内筒5形成供电容检测电路检测的电容C2，且Cl电容值和C2电容值相等。利用在双电容传感器中设置的内筒，能自动标定零位和自动标定满位，Cl为下中筒这条支路对应的电容值，C2为上中筒这条支路对应的电容值，设下中筒和上中筒的长度比值等于K，电容生产合格后，Cl等于C2。当气瓶中的液体液位在中绝缘体之下时，此时检测的C2零位值就等于Cl的零位值，当气瓶中的液体液位在中绝缘体之上时，此时检测出了 Cl满位值，将Cl满位值减Cl零位值的差除以K就等于C2的满位增量值，此增量值加上C2零位值就等于C2满位值，即Cl和C2的零位满位值都可以计算出来，那么液体液位在任意高度都可以计算出来，所以本实用新型能自动标定零位和自动标定满位，且在整个计算过程中和介质的介电常数无关，并且下中筒和上中筒的长度比值可以是任意值。既能够解决干扰问题，实现测量的灵敏度，同时也实现自动校准和自适应功能，解决现有传感器很难在高灵敏度的同时实现自动校准和自适应功能的问题。
[0021]实施例2:
[0022]如图1所示外筒6的下端设置有底座I，外筒6的顶端设置有上支架11，且内筒5的底端和外筒6的底端均与底座I固定，内筒5的顶端和外筒6的顶端均与上支架11固定；下中筒3和底座I之间设置有下绝缘体2，且下绝缘体2同时与下中筒3和底座I固定；下中筒3和上中筒8之间设有中绝缘体7，中绝缘体7同时与下中筒3的顶端和上中筒8的底端固定，上中筒8和上支架11之间设置有上绝缘体9，且上绝缘体9同时与上中筒8和上支架11固定，下中筒3和上中筒8是直径相同且同轴装配；上支架11顶端设有线缆对接装置13，线缆对接装置13分别连接有上中筒屏蔽线缆10和下中筒屏蔽线缆4，下中筒屏蔽线缆4 一端穿过内筒5后与下中筒3连接，另一端与线缆对接装置13电连接后伸出外筒6，形成了供电容检测电路检测的电容Cl ;上中筒屏蔽线缆10—端与上中筒8连接，另一端与线缆对接装置13电连接后伸出外筒6，形成了供电容检测电路检测的电容C2，且Cl电容值和C2电容值相等。下中筒屏蔽线缆4穿过内筒5的内部以及底座I后与下中筒3连接，线缆的连接可以采用接线头，也可以不用，根据实际生产和使用环境进行选定。在外筒6的顶端外壁上套合有调节套12，线缆引出套14穿过调节套12，上中筒屏蔽线缆10和下中筒屏蔽线缆4与线缆对接装置13连接后形成信号线缆15，设置在线缆引出套14中，与外界对应的电容检测线路连接，构成对Cl和C2的检测关系。
[0023]本双电容传感器主要应用于气瓶或储罐内的液氧、液氮、液氩、液化天然气等低温液体的液位测量，也可用于常温、低温任何容器内非导电介质液位的测量。
[0024]如上所述，可较好的实现本实用新型。
【权利要求】
1.双电容传感器，包括外筒(6)，所述外筒(6)中设置有下中筒(3)和上中筒(8)，且上中筒(8)设置在下中筒(3)的正上方，其特征在于，所述上中筒(8)内设置有内筒(5)，且内筒(5)同时设置在下中筒(3)和上中筒(8)的内部，外筒(6)和内筒(5)是电连接的；下中筒(3)同时与外筒(6)、内筒(5)形成供电容检测电路检测的电容Cl，上中筒(8)同时与外筒(6)、内筒(5)形成供电容检测电路检测的电容C2，且Cl电容值和C2电容值相等。
2.根据权利要求1所述的双电容传感器，其特征在于，所述外筒(6)的下端设置有底座(I)，外筒(6 )的顶端设置有上支架(11)，且内筒(5 )的底端和外筒(6 )的底端均与底座(I)固定，内筒(5)的顶端和外筒(6)的顶端均与上支架(11)固定。
3.根据权利要求2所述的双电容传感器，其特征在于，所述下中筒(3)和底座(I)之间设置有下绝缘体(2)，且下绝缘体(2)同时与下中筒(3)和底座(I)固定；下中筒(3)和上中筒(8)之间设有中绝缘体(7)，中绝缘体(7)同时与下中筒(3)的顶端和上中筒(8)的底端固定，上中筒(8)和上支架(11)之间设置有上绝缘体(9)，且上绝缘体(9)同时与上中筒(8)和上支架(11)固定，下中筒(3)和上中筒(8)是直径相同且同轴装配。
4.根据权利要求2所述的双电容传感器，其特征在于，所述上支架(11)顶端设有线缆对接装置(13)，线缆对接装置(13)分别连接有上中筒屏蔽线缆(10)和下中筒屏蔽线缆(4)，下中筒屏蔽线缆(4) 一端穿过内筒(5)后与下中筒(3)连接，另一端与线缆对接装置(13)电连接后伸出外筒(6)，形成了供电容检测电路检测的电容Cl ;上中筒屏蔽线缆(10)一端与上中筒(8)连接，另一端与线缆对接装置(13)电连接后伸出外筒(6)，形成了供电容检测电路检测的电容C2，且Cl电容值和C2电容值相等。
【文档编号】G01F25/00GK203705013SQ201420088232
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2014年2月28日
【发明者】高海清 申请人:高海清