专利名称：电容式数字显示液面计的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子自动化仪器仪表类。
目前国内外使用的液面计有浮桶式、玻璃板(管)式、磁性浮子式、插入电容式等。当前较普遍应用的一种“插入式高压电容液面计”中的电容式传感器，其正电极采用金属多股软线，在软线上固定有重锤，从设备外部直接插入到设备内，达到坠直。正电极的绝缘层是四氟乙稀，正电极对被测介质的防腐耐温性强。被测设备的金属容器体作为负电极。在变送器上用指针式仪表显示被测液面的高度。电容式传感器采用V型密封垫结构，保证了插入口的高压密封性。
“插入式高压电容液面计”存在的主要问题是电容式传感器的负电极依靠金属容器体，且被测介质必须是导电体，因而容器体必须是具有导电性能的材料。变送器对液面高度的显示采用指针式直读仪表，误差大，精度低。液面计没有液面险情自动报警装置。因此，不能满足当前实际使用中的各种需要。
本实用新型的目的在于将电容式传感器制造成自身具有独立的负电极，无论容器体和被测介质导电与否，均可应用。在变送器上采用石英晶体振荡器和电子数字仪表，提高显示精度。为了保证使用中的安全，还设有液面险情自动报警装置。
本实用新型的技术解决方案是由电容式传感器和变送器两部分组成。电容式传感器是由一个正电极和一个独立的负电极构成。负电极是由一个导电材料制成，在该导电材料上造有若干个孔，负电极导电材料经过连接件与负电极接线柱相通，从负电极引出线固定螺钉上接一根导线，从引线口引出。正电极是将一个导电材料装在绝缘管内，并将该导电材料装在与负电极保持绝缘的正电极接线柱上的导电线固定螺钉上，在该螺钉上再接一个正电极导电线，从引线口引出。
还可将电容式传感器制造成耐高压和防爆式的结构。
变送器部分主要是基准信号源单元、数字显示单元、上下限自动报警单元的电路。
基准信号源单元、电容式传感器输入端、液位电流转换处理单元是将介质液面的变化量转换为电容式传感器的电容变化量，与基准信号源单元，由石英晶体振荡器产生的准确度高的信号电压一起输入到液位电流转换处理单元，通过该单元变成相应的电流变化量，一路送入数字显示单元，产生直流输出信号实现液位的检测与控制，同时用该信号为上下限自动报警单元提供触发信号，上下限自动报警是通过该单元可以予先设置的。
还有交、直流供电单元，为变送器供电。
本实用新型的优点和积极效果是电容式传感器具有独立的负电极不受使用设备的容器体材料和被测介质是否导电的限制，拓展了应用领域。结构简单，安全可靠。变送器的设计由于采用了石英晶体振荡器和数字显示，因而提高了精度。险情自动报警装置，使液面计增加了新的功能，为保障使用中的安全提供了方便。
图1为电容式传感器结构示意图，其中包括，1正电极导电线，2负电极导电线，3绝缘管，4负电极，4A负电极孔，5定位螺栓，6正电极接线柱，7正电极导电线固定螺钉，8正电极接线柱螺钉，9负电极接线柱，10负电极导电线固定螺钉，11负电极接线柱螺钉，12组合部件，13垫圈，14衬套，15填料，16绝缘瓷管，17防尘套，18引线口螺栓，19垫圈，20密封螺栓，21接线盒，22密封圈，23接线盒盖。图2为电容式传感器安装结构示意图，其中包括，24电容式传感器，25外筒，26上连接器，27下连接器，28上截止阀，29下截止阀，30上法兰盘，31下法兰盘，32贮存罐。图3为变送器电路原理图，其中包括，33交流供电单元，34直流供电单元，35基准信号源单元，36电容式传感器输入端，37液位电流转换处理单元，38数字显示单元，(DY7135－I型4 1/2 位数字面板表)，39电压电流转换单元，40上下限自动报警单元，40－1下限报警控制器，40－2上限报警控制器。图4为变送器外形示意图，其中包括，41变送器，42上限报警指示灯，43电源开关，44电源指示灯，45上限报警予置旋钮，46下限报警予置旋钮，47量程校准旋钮，48校零旋钮，49下限报警指示灯，50显示器。
以下结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步描述。参照图1电容式传感器是将负电极(4)与组合部件(12)进行焊接，装在接线盒(21)上，正电极导电线(1)装在绝缘管(3)内，然后插入组合部件及负电极内，再依次装上衬套(14)，填料(15)，垫圈(19)，绝缘瓷管(16)，正电极接线柱(6)，正电极接线柱螺钉(8)，负电极接线柱(9)，负电极接线柱螺钉(10)，装上密封螺栓(20)，正电极导电线(1)用正电极导电线固定螺钉(7)固定在正电极接线柱(6)上，负电极导电线(2)用负电极导电线固定螺钉(10)固定在负电极接线柱(9)上，负电极导电线(2)通过引线口螺栓(18)引出，引线口螺栓(18)固定在接线盒(21)上，再依次装上密封圈(22)，接线盒盖(23)，最后装上定位螺栓(5)。参照图2，将电容式传感器(24)装入外筒(25)内，然后密封，接好上连接器(26)，下连接器(27)，打开上截止阀(28)和下截止阀(29)，贮存罐(32)内的介质通过上法兰盘(30)，下法兰盘(31)即可流入外筒(25)内，传感器(24)则可以工作。变送器控制电路(参照图3)是由10部分组成。变送器由交流220伏供电，输出端ab为直流24伏，cd为直流5伏。基准信号由V1和JA－45(石英晶体振荡器)及阻容件构成的晶体振荡电路，基准信号电压由Cb取出注入V2基极进行放大，通过C8加在B2初级Ⅰ上，B2次级Ⅱ上产生电压UB，电容式传感器(24)与液位变化成比例的CX输入至ef端，由CX、C7、R11、B2次级Ⅱ组成的电路，回路电流I与CX的变化成正比，在R11上产生的电压降通过Ic差动运算放大器放大处理后，一路送入数字显示单元(38)上，该单元采用DY7135－I型4 1/2 位数字面板表，另一路经R16、R18送入由Ic2、V3、V4组成的电压电流转换单元(39)上，从而在V4的发射极上输出4～20mA的输出电流，在W6、W7上产生电压降，作为上、下限报警单元的触发信号。上限报警是增加W6上的电压UW6，使V10的发射极电流Ie10增加，推动接触器J2吸合，控制下限报警器工作，同时D4发光二极管亮。下限报警是减小W7上的电压UW7，使V7的发射极电流Ie7增加，推动接触器J1吸合，控制下限报警器工作，D5发光二极管亮。图中C7为数字显示单元(38)零位校准，W3为量程标准，W4为4mA输出校准，W5为20mA输出校准，W6为上限报警予置，W7为下限报警予置，变送器的外形如图4，打开电源开关(43)电源指示灯(44)亮，调整校零旋钮(48)使显示器(50)上显示零，调节下限予置旋钮(46)，使下限报警指示灯(49)亮调节量程校准旋钮(47)，使显示器(50)，显示为1200，调节上限报警予置旋钮(45)使上限报警指示灯(42)亮。
本电容式数字显示液面计，功能多，安全可靠。连接器、法兰盘与现有各类液面计互换性好。电容式传感器有独立的负电极，应用面广，结构简单，便于加工制造，有较大的实用价值，易于推广应用。
权利要求1.一种由电容式传感器(24)的正电极导电线(1)，外筒(25)，上连接器(26)，下连接器(27)，交流供电单元(33)，直流供电单元(34)电容式传感器输入端(36)，液位电流转换处理单元(37)，电压电流转换单元(39)组成的电容式数字显示液面计，其特征在于电容式传感器(24)上有一个独立的负电极(4)，变送器(41)上装有基准信号源单元(35)数字显示单元(38)，上下限自动报警单元(40)。
2.如权利要求1所述的电容式数字显示液面计，其特征在于负电极(4)上造有许多负电极孔(4A)，并装有组合部件(12)，负电极接线柱(9)，负电极导电线(2)。
3.如权利要求1所述的电容式数字显示液面计，其特征在于基准信号单元(35)上装有一个石英晶体振荡器(JA－45)。
4.如权利要求1－3所述的电容式数字显示液面计，其特征在于数字显示单元(38)上装有显示器(50)。
5.如权利要求1－3所述的电容式数字显示液面计，其特征在于在上下限自动报警单元上(40)上装有上限报警控制器(40－2)上限报警指示灯(42)，上限报警予置旋钮(45)，下限报警控制器(40－1)，下限报警指示灯(49)，下限报警予置旋钮(46)。
专利摘要电容式数字显示液面计，属于电子自动化仪器仪表类。本实用新型由电容式传感器和变送器两部分组成。电容式传感器具有独立的负电极，不受使用设备容器体材料和被测介质是否导电的限制，拓展了应用领域。结构简单，安全可靠。变送器的基准信号源采用了石英晶体振荡器以及液面高度采用了数字显示，因此提高了精度，还增加了上下限自动报警功能，为保障用户使用中的安全，提供了方便。该液面计有较大的实用价值，易于推广应用。
文档编号G01F23/22GK2042952SQ88203078
公开日1989年8月16日 申请日期1988年2月4日 优先权日1988年2月4日
发明者周德杰, 张立三, 孟君武, 董丕立, 李保生 申请人:吉林市南化仪表厂