用于检测金属液位高度的装置及涡流传感器的制作方法

本实用新型涉及传感器领域，更具体地说，涉及一种涡流传感器以及采用所述涡流传感器的用于检测金属液位高度的装置。

背景技术：

涡流传感器通过电涡流效应的原理，准确测量被测体与探头端面的相对位置。然而，在现有技术的涡流传感器中，由于接收线圈、补偿线圈和发射线圈均绕制在线圈骨架上，彼此非常接近，如果绕制方式不当，将会导致线圈之间的信号彼此影响，相互干扰，造成稳定性不佳。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种有效提高信噪比、增强信号强度，提高抗干扰能力并且提高稳定性的涡流传感器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种涡流传感器，包括线圈骨架、套设在所述线圈骨架外的冷却机构、设置在所述线圈骨架上的沿着检测方向设置的多层接收线圈、补偿线圈和发射线圈，其中所述补偿线圈和发射线圈之间的间距大于所述补偿线圈和接收线圈之间的间距；所述接收线圈和所述补偿线圈的绕制方式一致。

在本实用新型所述的涡流传感器中，所述接收线圈的圈数小于补偿线圈的圈数；所述接收线圈、所述补偿线圈和所述发射线圈在垂直方向上由上到下依次间隔绕设在所述线圈骨架上。

在本实用新型所述的涡流传感器中，所述冷却机构进一步包括依次套设的外罩、外部套筒、内部套筒，所述线圈骨架顶部中心开设供冷却气体流入的进气中心孔、侧部开设多个供所述冷却气体流出的出气孔，所述出气孔连通所述线圈骨架与所述内部套筒之间的间隙；所述内部套筒底部设置供所述冷却气体流出的套筒出气孔；所述内部套筒和所述外部套筒之间，所述外部套筒和所述外罩之间均设置间隙。

在本实用新型所述的涡流传感器中，所述线圈骨架的侧壁上开设供线圈插入进行绕线的绕线孔道，所述绕线孔道倾斜设置，且一端连通所述线圈骨架的底端，另一端向上倾斜延伸到所述线圈骨架的绕线轴。

在本实用新型所述的涡流传感器中，所述外罩为柱状瓷套，所述外部套筒、所述内部套筒和所述线圈骨架为柱状圆筒，多个所述出气孔包括三个彼此呈120度间隔设置在所述线圈骨架的侧壁上的出气孔。

在本实用新型所述的涡流传感器中，所述线圈骨架包括围绕所述进气中心孔设置第一棱柱固定部，所述第一棱柱固定部的顶面设置多个第一螺孔、侧面设置多个第二螺孔；所述外部套筒顶部设置第二棱柱固定部，所述第二棱柱固定部上与所述第二螺孔对应位置设置多个第三螺孔。

在本实用新型所述的涡流传感器中，所述外罩的上部与所述第三螺孔对应位置设置多个第四螺孔，所述第二螺孔、第三螺孔和第四螺孔通过多个第一螺钉将所述外罩、所述外部套筒、所述内部套筒和所述线圈骨架内外组合固定。

在本实用新型所述的涡流传感器中，所述第一螺孔通过多个第二螺钉将所述外罩、所述外部套筒、所述内部套筒和所述线圈骨架上下组合固定。

在本实用新型所述的涡流传感器中，进一步包括用于固定所述冷却机构的固定器，所述固定器包括连接在所述线圈骨架的所述进气中心孔上的进气管道，套设在所述进气管道上的圆盘固定部，以及罩设在所述进气管道上的进气口，所述圆盘固定部上设置多个固定螺孔。

本实用新型解决其技术问题采用的再一技术方案是，构造一种用于检测金属液位高度的装置，包括上述任意一种涡流传感器，与所述涡流传感器通信连接的以对检测数据进行处理的信号处理器。

实施本实用新型的涡流传感器、以及采用所述涡流传感器的用于检测金属液位高度的装置，通过设置线圈的绕制方式、间距和圈数，可以有效提高信噪比、增强信号强度，提高抗干扰能力并且提高稳定性；进一步地冷却气体可以从进气中心孔进入，然后经出气孔流入所述线圈骨架与所述内部套筒之间的间隙，从而采用紧凑的组装结构，实现了涡流传感器的迅速冷却，从而增强涡流传感器的耐高温能力，延长使用寿命。通过增大进气中心孔的孔径，可以增加冷却气体的流量。通过在所述线圈骨架设置绕线孔道，可以方便线圈绕线，进一步减小装置结构。更进一步地，通过螺钉组合固定，可以便于产品组装，增强稳固程度。再进一步地，通过设置固定器，可以方便地将所述涡流传感器或者其冷却机构固定在任何适合的位置。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型的所述涡流传感器的第一实施例的剖视图；

图2是本实用新型的所述涡流传感器的冷却机构的第一实施例的爆炸图；

图3是图2所示的所述涡流传感器的冷却机构的立体图；

图4是图2所示的所述涡流传感器的冷却机构的剖视图；

图5是本实用新型的所述涡流传感器的冷却机构的第二实施例的剖视图；

图6是本实用新型的所述涡流传感器的冷却机构的第三实施例的立体图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型涉及一种涡流传感器，包括线圈骨架、套设在所述线圈骨架外的冷却机构、设置在所述线圈骨架上的沿着检测方向设置的多层接收线圈、补偿线圈和发射线圈，其中所述补偿线圈和发射线圈之间的间距大于所述补偿线圈和接收线圈之间的间距；所述接收线圈和所述补偿线圈的绕制方式一致。实施本实用新型的涡流传感器，通过设置线圈的绕制方式、间距和圈数，可以有效提高信噪比、增强信号强度，提高抗干扰能力并且提高稳定性。

图1是本实用新型的所述涡流传感器的第一实施例的剖视图。如图1所示，本实用新型的涡流传感器，包括线圈骨架40、套设在所述线圈骨架40外的冷却机构(未示出)、设置在所述线圈骨架40上的沿着检测方向设置的多层接收线圈200、补偿线圈300和发射线圈400。如图1所示，所述接收线圈200、补偿线圈300和发射线圈400在垂直方向上由上到下依次间隔绕设在所述线圈骨架40上。所述补偿线圈300和发射线圈400之间的间距大于所述补偿线圈300和接收线圈200之间的间距。在图1所示的本实用新型的优选实施例中，所述接收线圈200和所述补偿线圈300的绕制方式一致。在本实用新型的又一优选实施例中，所述接收线圈200、补偿线圈300和发射线圈400的绕制方式可以均一致。或，所述发射线圈400的绕制方式可以所述接收线圈200和所述补偿线圈300的绕制方式不一致。进一步地，所述接收线圈200的圈数小于补偿线圈300的圈数。

在本实用新型的进一步的优选实施例中，所述收线圈200、补偿线圈300和发射线圈400可以有四层或者以上绕线。每一圈绕线之间的间隔在5-6mm之间，例如5.5mm，5.8mm等等。通常在现有技术中采用双层绕线，每一圈绕线之间的间隔在10mm左右，因此通常需要50圈左右。而通过缩小每一圈绕线之间的间隔，可以减少线圈绕线圈数，并且增强感应信号。实施本实用新型的涡流传感器、以及采用所述涡流传感器的用于检测金属液位高度的装置，通过设置线圈的绕制方式、间距和圈数，可以有效提高信噪比、增强信号强度，提高抗干扰能力并且提高稳定性。

进一步地，本领域技术人员知悉，可以采用现有技术中的任何外罩机构，作为本实用新型的冷却机构，在本实用新型的后续优选实施例中，示出了各种这样的冷却机构。但是，本领域技术人员知悉，还可以采用本领域中已知的任何其他冷却机构。

进一步地，在图1所示的优选实施例中，所述线圈骨架40上设置固定器100。所述线圈骨架40优选采用热形变小，强度高，可加工性好的PEK非金属材料，从而保证线圈骨架40的加工精度，提高成品的稳定性。所述固定器100优选采用非金属材料氧化锆，减小成品后传感器本体金属附件对测量的干扰。通过将线圈骨架40和固定器100均选用非金属材料，能够进一步减小涡流传感器本体原有金属附件对测量的干扰，具有较高信噪比，灵敏度高，扩大了测程；抗干扰能力、稳定性强。

图2是本实用新型的所述涡流传感器的冷却机构的第一实施例的爆炸图。图3是图2所示的所述涡流传感器的冷却机构的立体图。图4是图2所示的所述涡流传感器的冷却机构的剖视图。如图2-3所示，本实用新型的涡流传感器的冷却机构，包括依次套设的外罩10、外部套筒20、内部套筒30和线圈骨架40。如图2-2所示，所述外罩10优选为柱状瓷套，所述外部套筒20、所述内部套筒30和所述线圈骨架40优选为非金属材料。通过改善材料性质，可以进一步增强涡流传感器的冷却机构的耐高温新能。进一步地，所述线圈骨架40进一步优选采用热形变小，强度高，可加工性好的PEK非金属材料，从而保证线圈骨架40的加工精度，提高成品的稳定性。当然，在本发明的其他优选实施例中，可以采用其他任何材质来实现本实用新型的外罩10、外部套筒20、内部套筒30和线圈骨架40。

进一步如图2-3所示，所述线圈骨架40顶部中心开设供冷却气体流入的进气中心孔41、侧部开设多个供所述冷却气体流出的出气孔46。所述出气孔46连通所述线圈骨架40与所述内部套筒30之间的间隙60。所述内部套筒30底部设置供所述冷却气体流出的套筒出气孔31。所述内部套筒30和所述外部套筒20之间设置间隙70，所述外部套筒20和所述外罩10之间均设置间隙80。在本实用新型的优选实施例中，所述外部套筒20、所述内部套筒30和所述线圈骨架40为柱状圆筒。三个出气孔46彼此呈120度间隔地设置在所述线圈骨架的侧壁上。在本实用新型的其他优选实施例中可以设置四个彼此呈90度间隔地设置在所述线圈骨架的侧壁上。在本实用新型的其他优选实施例中，还可以设置其他数量的出气孔46。

作过程中，冷却气体从所述线圈骨架40顶部中心开设的出气孔46进入，然后通过设置在所述线圈骨架40的侧部的三个出气孔46流入到所述线圈骨架40与所述内部套筒30之间的间隙60。进一步地，通过，间隙30中的冷却气体通过所述内部套筒30底部设置供所述冷却气体流出的套筒出气孔31流出一部分，进入所述内部套筒30和所述外部套筒20之间设置的间隙70。当然，在本实用新型的其他优选实施例中，还可以在所述内部套筒30的其他位置设置套筒出气孔31，从而使得流出的冷却气体进入所述内部套筒30和所述外部套筒20之间设置的间隙70。进一步地，通过自由扩散，一部分冷却气体还将流入所述外部套筒20和所述外罩10之间设置的间隙80。这样，采用紧凑的组装结构，实现了涡流传感器的迅速冷却，从而增强涡流传感器的耐高温能力，延长使用寿命。通过增大进气中心孔的孔径，可以增加冷却气体的流量。

进一步如图2所示，所述线圈骨架40包括围绕所述进气中心孔41设置第一棱柱固定部，所述第一棱柱固定部的顶面设置多个螺孔42、侧面设置多个螺孔43。类似地，所述外部套筒20顶部设置第二棱柱固定部，所述第二棱柱固定部上与所述螺孔43对应位置设置多个螺孔21。所述外罩11的上部与所述螺孔21对应位置设置多个螺孔11，所述螺孔43、螺孔21和螺孔11通过多个螺钉50将所述外罩10、所述外部套筒20、所述内部套筒30和所述线圈骨架40内外组合固定。本领域技术人员知悉，所述螺孔43、螺孔21和螺孔11可以等距间隔设置在所述线圈骨架40、所述外部套筒20和所述内部套筒30，例如，可以分别设置四个所述螺孔43、螺孔21和螺孔11，其彼此之间间隔90度。当然，在本实用新型的其他优选实施例中，还可以采用其他数量的螺孔。进一步如图2所示，所述螺孔42通过多个螺钉45将所述外罩10、所述外部套筒20、所述内部套筒30和所述线圈骨架40上下组合固定。通过螺钉组合固定，可以便于产品组装，增强稳固程度。

实施本实用新型的涡流传感器的冷却机构，冷却气体可以从进气中心孔进入，然后经出气孔流入所述线圈骨架与所述内部套筒之间的间隙，从而采用紧凑的组装结构，实现了涡流传感器的迅速冷却，从而增强涡流传感器的耐高温能力，延长使用寿命。通过增大进气中心孔的孔径，可以增加冷却气体的流量。

图5是本实用新型的所述涡流传感器的冷却机构的第二实施例的剖视图。图5所示实施例其与图2-3中所示的实施例基本类似，其区别仅在于，所述线圈骨架40的侧壁上开设供线圈插入进行绕线的绕线孔道47，所述绕线孔道47倾斜设置，且一端连通所述线圈骨架40的底端，例如所述线圈骨架40的底座的底端，另一端向上倾斜延伸到所述线圈骨架40的绕线轴。通过在所述线圈骨架40设置绕线孔道，可以方便线圈绕线，进一步减小装置结构。在本实用新型的优选实施例中，所述线圈骨架40的所述底座和所述绕线轴可以是一体成型的，也可以是分开制造的，然后将所述绕线轴安装在所述底座之上。

实施本实用新型的所述涡流传感器的冷却机构，冷却气体可以从进气中心孔进入，然后经出气孔流入所述线圈骨架与所述内部套筒之间的间隙，从而采用紧凑的组装结构，实现了涡流传感器的迅速冷却，从而增强涡流传感器的耐高温能力，延长使用寿命。通过增大进气中心孔的孔径，可以增加冷却气体的流量。通过在所述线圈骨架设置绕线孔道，可以方便线圈绕线，进一步减小装置结构。更进一步地，通过螺钉组合固定，可以便于产品组装，增强稳固程度。

图6是本实用新型的所述涡流传感器的冷却机构的第三实施例的立体图。图6所示实施例其与图5或图2-3中所示的实施例基本类似，其区别仅在于，其用于固定所述冷却机构的固定器100。如图6所示，所述固定器100包括连接在所述线圈骨架40的所述进气中心孔41上的进气管道93，套设在所述进气管道93上的圆盘固定部91，以及罩设在所述进气管道93上的进气口92。所述圆盘固定部91上设置多个固定螺孔。通过使用所述固定螺钉穿过所述圆盘固定部91上的多个固定螺孔，可以将所述涡流传感器的冷却机构固定在合适的位置。所述固定器100以及各个固定螺钉等优选采用非金属材料氧化锆，减小成品后传感器本体金属附件对测量的干扰。通过将线圈骨架40和固定器100，以及各个螺钉均选用非金属材料，减小涡流传感器本体原有金属附件对测量的干扰，具有较高信噪比，灵敏度高，扩大了测程；抗干扰能力、稳定性强。

实施本实用新型的所述涡流传感器的冷却机构，冷却气体可以从进气中心孔进入，然后经出气孔流入所述线圈骨架与所述内部套筒之间的间隙，从而采用紧凑的组装结构，实现了涡流传感器的迅速冷却，从而增强涡流传感器的耐高温能力，延长使用寿命。通过增大进气中心孔的孔径，可以增加冷却气体的流量。通过在所述线圈骨架设置绕线孔道，可以方便线圈绕线，进一步减小装置结构。更进一步地，通过螺钉组合固定，可以便于产品组装，增强稳固程度。再进一步地，通过设置固定器100，可以方便地将所述涡流传感器或者其冷却机构固定在任何适合的位置。

实施本实用新型的涡流传感器，冷却气体可以从进气中心孔进入，然后经出气孔流入所述线圈骨架与所述内部套筒之间的间隙，从而采用紧凑的组装结构，实现了涡流传感器的迅速冷却，从而增强涡流传感器的耐高温能力，延长使用寿命。通过增大进气中心孔的孔径，可以增加冷却气体的流量。通过在所述线圈骨架设置绕线孔道，可以方便线圈绕线，进一步减小装置结构。更进一步地，通过螺钉组合固定，可以便于产品组装，增强稳固程度。再进一步地，通过设置固定器100，可以方便地将所述涡流传感器或者其冷却机构固定在任何适合的位置。再进一步地，通过设置线圈的绕制方式、间距和圈数，可以有效提高信噪比、增强信号强度，提高抗干扰能力并且提高稳定性。

本实用新型进一步公开了一种用于检测金属液位高度的装置，包括上述任意一种涡流传感器，与所述涡流传感器通信连接的以对检测数据进行处理的信号处理器。所述涡流传感器和所述信号处理器可以通过连接电缆有线连接，也可以通过无线通信方式进行无线连接。

基于本实用新型的教导，本领域技术人员能够构建这样的用于检测金属液位高度的装置，在此就不再累述了。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。