一种电极式液位计的制作方法

本实用新型涉及一种电极式液位计的制作方法，特别涉及用于被测介质有腐蚀性和有机械搅拌扰动的环境中。

背景技术：

液位计的种类很多，基本分为接触式和非接触式的液位计。对于有腐蚀性的被测介质，一般可以采用非接触式的液位计，如超声波或雷达液位计等测量仪表。也可以接触式的液位计，如电缆浮球液位计、侧装式浮球液位计、连杆浮球液位计，插入式金属杆液位计等，接触液体部分需要采用耐腐蚀材料做成，如塑料、不锈钢、钛材等，来防止介质对液位计的腐蚀。超声波液位计、雷达液位计应用较多，但是成本较贵，且测量介质表面的泡沫、探头结露会影响测量的准确性。电缆浮球液位计安装深度方便可调，是液位开关中应用最多的一种，探头材质一般为pvc或pp或类似混合塑料材质、电缆为橡胶材质，对特定有机的或者混合无机成分耐腐蚀性能一般，且对于有搅拌机的场合需要防止电缆缠绕和铰断。侧装式浮球液位计可选用的耐腐蚀材质较多，但是安装在侧壁，需要在侧壁打孔和密封，增加了侧壁渗漏的风险，且对于有颗粒或有可能产生结晶的介质应用环境容易失灵，且安装不方便，安装后外观一般做不到整齐美观。连杆浮球液位计，测量的最小间距受限制，且对于有颗粒或有可能产生结晶的介质应用环境容易失灵。插入式金属杆液位计制作方便，但是对于腐蚀介质的防腐成本较高，特别是多个高度测量点时多个杆之间要有一定间距，或者做电绝缘支撑来防止金属杆互相连接，这就导致插入多个测量金属杆的平面面积大，而且连接装置在有固体沉积或有一定粘度的介质中有时也会导通，由于要节省成本，金属杆的截面积一般较小，在搅拌环境中也会扭曲变形，影响使用效果。这些接触式的液位计都不能应用于介质中有纤维的场合。侧装式浮球液位计、连杆浮球液位计，插入式金属杆液位计一旦安装后，很难改变仪表的测量点高度。

技术实现要素：

为了使液位测量装置安装方便，适应耐腐蚀介质，用于有强烈搅拌环境，安装后测量点方便可调，本实用新型提供一种区别于目前所有接触式液位测量装置的新发明——一种电极式液位计。

实现本实用新型的技术方案是：液位计插入装着被测液体的容器中，通过液位控制器与电极控制线接线端子之间的导线与控制系统的液位控制器相连，通过测量两个液位电极是否导通来确定被测液体是否淹没这两个液位电极从而确定被测液体液位高度。本发明液位电极由电绝缘杆状骨架和不少于两根的，互相之间绝缘的，埋在电绝缘杆状骨架内部的，在电绝缘杆状骨架顶部伸出电极控制线接线端子且在电绝缘杆状骨架下部露出电极接液端的液位电极共同组成电极液位计。

电绝缘杆状骨架下部一端插入可导电的被测液体内，顶端伸出液面，杆状骨架为电绝缘体，并起到支撑固定液位电极的作用。液位电极上部端点作为电极控制线接线端子从电绝缘杆状骨架的顶端绝缘体内露出，液位电极的另一端电极接液端从电绝缘杆状骨架的下部不同高度露出绝缘体之外，可以充分接触到被测液体。所有有效的液位电极接液端位于被测液体的液位可变范围之内，电极接液端中接液部分低的一个作为辅助的电极，电极接液端物理位置高的作为测量电极。控制系统的液位控制器与电极控制线接线端子相接，不同的测量电极分别与辅助的电极组合成不同的电气回路，液位控制器为电气回路提供电源。可以通过测量电气回路内的电流或电阻来确定导电液体是否已经连通这个回路的两个液位电极。如果电流不小于某个值，可以确定被测液体的液位至少达到了这两个液位电极中比较高的一个液位电极的高度；也可以通过测量电气回路的电阻来确定液位电极是否被导通，如果测量电阻的结果不大于某个电阻数值可以认为电路已经被连通，表示被测液体的液位至少达到了这两个液位电极中比较高的一个的高度。否则可以认为被测液体至少没有接触到比较高的这个液位电极位置。原则上任何两个液位电极都可以组成回路进行测量，但是为了表述方便，且在实际应用中比较合理，把所有电极中接液端物理位置最低的一个命名为辅助电极，在原理上不再作为测量电极使用。这样其余电极都高于辅助电极，都可以作为测量电极，连接到控制系统作为测量不同液位的测量点，控制系统检测某个测量电极和这个辅助电极是否导通，导通状态可以确定被测液体的液位至少达到这个测量电极的高度，未能导通状态可以确定被测液体的液位没有达到这个测量电极的高度。这样辅助电极和不同高度的测量电极共同作用可以检测到液位处于某个区间内，如果所有的测量点均能与辅助电极导通，则液位高于或等于最高的测量点；如果接液高度相邻的两个测量点只有一个与辅助电极导通，则液位在两个测量点之间；如果所有测量点与辅助电极均不能导通，则液位低于最低的测量点。

在电绝缘杆状骨架插入被测液体的液位变化范围，不计算辅助电极在内，可以有大量不同高度的测量点用于监测液位目前所在的区间，这样在控制系统可以使用全部作为测量点，也可以仅选择一部分作为测量点，增加了选择的灵活性，这是本实用新型重点要保护的内容之一。

在实际制作时，上述的液位电极整体可以是相同材质，也可由不同的功能段组成，每个功能段采用不同的材质制作，可以有不同的形状，只要最终所有的功能段做到电气良好导通。如电极接液端要接触液体，需要用耐腐蚀性好的导体材料，电极控制线接线端子需要与控制系统连线，可以采用成型的电气接线端子，在电极接液端和电极控制线接线端子间，可以用与其它电极互相绝缘的连接导线连接。电极接液端可以根据需要采用不锈钢等材料制作，应用在腐蚀不强的场合，也可以用石墨、黄金、铂金等惰性材料制作，应用于腐蚀性强的场合。以碳钢、铜、铅、合金钢等材料制作电极接液端，接触液体的一部分甚至电极接液端整体包覆导电保护层，特别是用一种或几种如黄金、铂金、石墨、石墨烯等导电惰性材料作为保护层，这在应用上可以替代本体全部用贵重金属惰性材料制作的方式，成本会降低，也不影响使用的效果。这是本实用新型重点要保护的内容之一，以上具体电极的材质、组成部分和电极接液端保护层的选择不缩小本实用新型的保护范围。

在实际制作时，电绝缘杆状骨架的制作方法有很多。比如采用模具，先把电极接液端和连接导线如绝缘电缆安放在合适的位置，内部注入固化后电绝缘的填充材料，填充材料固化后拆除模具，整个电绝缘杆状骨架与接液端和连接导线就做成了一体成型的液位探头，甚至包括连接件也可以一体成型，做成后可以再进行整形等操作使液位计有更好的外观和使用效果。在以上制作中也可以用电绝缘的管状物作为模具填充材料固化，固化后连同电绝缘的管状物共同作为液位计的电绝缘杆状骨架，电绝缘的管状物材质可以是塑料、有机玻璃、尼龙、树脂、玻璃纤维等一种或一种以上的材质。管状物的截面可以为圆形、多边形、无固定型等，都不影响使用效果，截面的形状选择不缩小本实用新型的保护范围。可固化的填充材料可以采用树脂类如环氧树脂、聚氨酯、硅胶等任何固化后电绝缘的材料，也可以采用加热时软化或熔化，冷却后固化的pvc、pp等塑料或混合塑料作为填充料。模具和填充料可以使用同一种材料或不同材料。以上具体电绝缘杆状骨架模具的材质选择、是否可拆除、可固化的填充材料的材质仅为举例，材质选择不缩小本实用新型的保护范围。这也是本实用新型重点要保护的内容之一。

如果要把电绝缘杆状骨架固定在容器上或者其它支撑处以防止晃动，可以在电绝缘支架的上部某个合适位置制作连接件，如紧固座、螺纹、法兰、吸盘等部件。特别是需要密封的场合，螺纹、法兰都可以方便的做到密封。密封件既可以与电绝缘杆状骨架一体制作，也可以分别完成。以上具体固定形式的做法和连接件的选择不缩小本实用新型的保护范围。

本实用新型的有益效果是液位测量装置安装方便，能适应各种腐蚀介质，可用于有强烈搅拌环境，安装后测量点可以有限调整。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的原理图。

图2是本实用新型的第一个实施例。

图3是本实用新型的第二个实施例。

图4是本实用新型的第三个实施例。

图5是本实用新型的第四个实施例。

以上附图中：1.容器，2.被测液体，3.电绝缘杆状骨架，4.液位电极，5.电极控制线接线端子，6.电极接液端，7.填充料，8.模具，9.控制系统的液位控制器，10.液位控制器与电极控制线接线端子之间的导线，11.连接导线，12.第一个电极接液端，13.第二个电极接液端，14.第三个电极接液端，15.第四个电极接液端，16.第五个电极接液端，17.连接件。

具体实施方式

在图1中，由电绝缘杆状骨架（3）和不少于两根的，互相之间绝缘的，埋在电绝缘杆状骨架内部的，在电绝缘杆状骨架顶部伸出电极控制线接线端子（5）且在电绝缘杆状骨架侧面露出电极接液端（6）的液位电极（4）共同组成电极液位计。

电绝缘杆状骨架（3）下部插入容器（1）内部的可导电的被测液体（2）内，顶端伸出液面，杆状骨架为电绝缘体，并起到支撑固定液位电极的作用。液位电极（4）的上部端点作为电极控制线接线端子（5）从电绝缘杆状骨架（3）的顶端绝缘体内露出，液位电极（4）的另一端电极接液端（6）从电绝缘杆状骨架的不同高度露出绝缘体之外，可以充分接触到被测液体（2）。在电极接液端中物理位置低的电极接液端作为辅助电极，电极接液端物理位置高的液位电极作为测量电极，控制系统的液位控制器（9）与电极控制线接线端子（5）相接。这样控制系统的液位控制器、两条液位控制器与电极控制线接线端子之间的连线、两个对应的电极控制线接线端子、测量电极、被测液体、辅助电极、可以形成电气回路，液位控制器为电气回路提供电源。可以通过测量电气回路内的电流或包测量电极、辅助电极之间的电阻，确定导电液体是否已经连通这个回路的两个电极。如果电流不小于某个设定值或电阻小于某个设定值，说明这个回路可以导通，被测液体的液位至少达到了这两个电极中比较高的一个电极的高度；如果电流小于某个设定值或电阻大于某个设定值，可以认为被测液体至少没有接触到比较高的这个测量电极位置，液位高度小于这个比较高的这个电极的高度，这个高度代表被测液体的某个确定的深度。这样的装置就可以用来测量被测液体是否在测量时达到这个深度。

图2是本实用新型的第一个实施例。在图1中仅有两个电极，一个作为辅助电极一个作为测量电极，在图2中有5个液位电极，其中第一个电极接液端（12）、第二个电极接液端（13）、第三个电极接液端（14）、第四个电极接液端（15）、第五个电极接液端（16）分别为5个电极的电极接液端，第一个电极接液端（12）的位置最低，它相连的电极作为辅助电极，其它电极为测量电极。在本实施例中，控制系统的液位控制器进选择了第二个电极接液端（13）、第四个电极接液端（15）做为测量点，用来表述被测液体的高和低两个液位，用来控制泵或其他设备，如果在运行中发现作为高液位控制点的高度不太理想时，可以把用较高的第五个电极接液端（16）或较低的第三个电极接液端（14）作为高液位的测量点。本实施例仅表示出了5个电极，实施时可以制作更多或更少的电极及电极接液端，使实际测量点的调整更为方便。本实施例对电极个数的举例，不缩小本实用新型的保护范围。

图3是本实用新型的第二个实施例。单个电极由不同的功能段组成，每个功能段采用不同的材质制作。如第一个电极接液端（12）要接触液体，需要用耐腐蚀性好的导体材料，以石墨作为电极接液端；电极控制线接线端子（5）采用成型的电气接线端子；电极接液端和电极控制线接线端子间用带绝缘保护的连接导线（11）连接。这样在本实施例中，石墨材质的电极接液端可以耐受很强的腐蚀，也可以用金属铜制作电极接液端，在制作好的电极接液端外表面镀黄金，黄金外部还可以涂装包覆石墨烯使液位计可以用于高浓度酸、碱、盐等腐蚀特性的被测液体内。实施例仅仅是为了说明电极组成部分的可选择性和经济型，具体电极的材质、组成部分和电极接液端保护层的选择不缩小本实用新型的保护范围。

在图3中，采用模具（8）为pvc的塑料管道，先把电极接液端和连接导线安放在合适的位置，内部注入填充料（7）低温反应环氧树脂，环氧树脂经一段时间完全固化后连同模具（8）也就是电绝缘的管道共同作为液位计的电绝缘杆状骨架（3）。

在图3中，如果采用可拆卸的pvc材料的模具（8）涂抹脱模剂作为可固化填料的填充器具，先把电极接液端和相连接导线安放在合适的位置，内部注入填充料（7）低温反应环氧树脂，环氧树脂经一段时间完全固化后内部就形成了一个整体的形状，由于环氧树脂与pvc、pp材料表面粘合性差，很容易拆除模具（8）形成图4的一体成型的液位计。还可以根据需要把连接件的形状也做进模具（8）的形状内，填充料固化后形成带连接件的一体式的液位计，图5就是包括连接件连接（17）法兰一体成型的，电极接液端外露面与电绝缘杆状骨架的表面平齐。液位计可以通过连接件（17）可以与容器（1）的相应连接件进行连接或固定。

以上所有举例仅表述了本实用新型的实施中的一种可能性，不缩小本实用新型的保护范围。