专利名称：自校准式电容液位计的制作方法
技术领域：
本发明属于一种液面高度的测量装置。
目前国内不少液体储罐中液位的测量仍采用人工的方法，这不仅很不方便，带有很大的危险性，而且测量不及时，不能实现远距离集群化自动测量和控制，不适应现代化管理的要求。对于高温高压的储罐，有毒有害介质更是人工所不能实现的。
现在市场上供应的自动测量液位计种类繁多，有浮球式、压力传感器式、激光式、超声波式等多种原理的产品。有的带有频繁活动的机械部件，有的稳定性很差，大多受被测介质温度、密度等物理参数变化及环境变化的影响，使测量准确度和长期稳定性很不理想。
本发明的目的，是提供一种能对温度、压力、介质密度、介电常数、环境条件、元器件老化、电源变化等所产生的影响进行自动补偿，测量准确性高、稳定性好的自校准式电容液位计。适用于非导电液体介质的液面高度测量。
本发明的目的，是采用下述技术方案来实现的，即自校准式电容液位计，是由校准传感器和测量传感器组成的同轴式电容传感器，内管、外管分别作为电容的二个电极。校准传感器设置在测量传感器下部的一侧，并固定连接在一起。
测量传感器，包括外管、内管、外管底端接头、外管顶端接头、内管底端接头、内管顶端接头。外管由多节短外管对接构成，内管由多节短内管对接构成。内管底端接头的上端插入内管下端口内，且紧密配合固定连接在一起。内管顶端接头的下端插入内管上端口内，紧密配合且固定连接在一起。外管底端接头的上端套装在外管下端上，紧密配合且固定在一起。外管顶端接头的下端套装在外管的上端，紧密配合且固定连接在一起，设置有内管底端接头和顶端接头的内管同轴心地装设于外管内。内管外壁与外管内壁之间的距离相同。在内管下端和上端分别装上绝缘环后，分别用背帽背紧。
校准传感器，是由多个不锈钢管同轴套装组成的并联式多极电容式传感器。包括在内管的上、下端分别装设有内管内套，内管内套通过螺钉与内管固定连接。在同轴套装在一起的多个不锈钢管的上、下端分别固定有顶盖和底盖。
对于上述的测量传感器，在每二节短外管的对接处可套设一个卡子，卡子两端对接处用卡子螺钉固定连接在一起。每二个短外管的对接处，也可通过法兰连接或螺纹联接。
在每二个短内管的对接处的内管里可装设一个内管连接套，内管连接套与内管通过螺钉固定在一起。
为了使整个内管的外壁与整个外管的内壁的距离保持等距离不变，在每一个内管连接套上装设一个限位装置。该限位装置可为多个限位螺钉。多个限位螺钉的前端分别旋入内管连接套上的与之相对应的螺栓孔内，多个限位螺钉的后端分别抵顶在外管的内壁上。该限位装置还可以采用限位环，限位环套装在内管连接套上，限位环的外端面与外管内壁接触并紧密配合。在限位环上设有多个孔，或在限位环的外端面或内端面上有多个凹槽。
为了悬挂方便，在外管顶端接头上装设有固定吊耳，固定吊耳通过螺栓与外管顶端接头连接。
上述校准传感器，可由多个同轴套装在一起的不锈钢管组成。在内管内套上可装设限位装置，该限位装置可为多个限位螺钉。多个限位螺钉的前端分别旋入内管内套上的与之相对应的螺栓孔内，多个限位螺钉的后端分别抵顶在中管内壁上。限位装置也可为限位环。限位环套装在内管内套上，限位环的外端面与中管的内壁接触，且紧密配合。在限位环上有多个孔，或在限位环的外端面或内端面上有多个凹槽。
本发明与信号变换器和显示器配合，可精确测量出容器内所盛装的液体的液面高度，其工作原理如下校准传感器，实际工作中全浸于被测介质中，始终处于满量程工作状态。其相对几何长度量(H0)是一常数。液位计的工作原理如下若测量传感器、校准传感器在空载条件下显示仪表对其测量的数值分别为NC0和NJ0，在实际工作中测量值又分别为NC1和NJ1，则实测高度为h=NC1-NC0NJ1-NJ0×H0+ΔH---(1)]]>式中ΔH为液位计零点与储罐计量基点之差。
自动补偿原理假如由于液位计工作中某一影响量发生变化，引起了测量误差，此时显示仪表对上述同一高度液位下测量传感器和校准传感器的测量值分别有一个增量ΔNC1和ΔNJ1，同时液位计两个零点也相应变化△NC0和△NJ0。由于两个传感器在同一工作环境中，且由一个信号变换器进行A/D转换，因此上述变化量的变化率应是相等的，设变化率为K，则ΔNC1＝KNC1ΔNC0＝KNC0ΔNJ1＝KNJ1ΔNJ0＝KNJ0代入(1)式可得
上式可以看出，所有影响量变化引起的对传感器零点漂移和测量结果的误差，都得到了准确的补偿。
本发明能对温度、压力、介质密度、介电常数、环境条件、元器件老化、电源变化等所有影响量变化的影响进行全面的自动补偿，具有测量准确度高，长期稳定性好，安装使用方便应用范围广等优点。
图1是本发明的一种实施例的外观结构示意图，图2是测量传感器结构示意图，图3是校准传感器结构示意图。
下面结合实施例附图，对本发明作进一步说明。
自校准式电容液位计，是由校准传感器和测量传感器组成的同轴电容式传感器。测量传感器，包括外管、内管、外管底端接头1、外管顶端接头2、内管底端接头3、内管顶端接头4。
外管由多节短外管5对接组成，在每二个短外管5的对接处套设有卡子6，卡子6的两端对接处通过卡子螺钉7固定连接，将对接处卡紧。外管底端接头1的上端套装在外管的下端，并与外管焊固连接。外管顶端接头2的下端套装在外管的上端，并与外管焊固连接。
内管由多节短内管8连接构成，在每二个短内管8的对接处，二个短内管里装设一个内管连接套9，内管连接套9通过螺钉10与二个短内管8固定连接。在每一个内管连接套上有四个螺钉孔11，四个限位螺钉12的下端分别插入四个螺钉孔11内，以螺纹联接，四个限位螺钉12的另一端分别抵顶在外管的内壁上。内管底端接头3的上端插入内管里，并与内管固定连接，内管顶端接头4的下端插入内管的上端口内，并与内管焊固连接。在内管底端接头3和内管顶端接头4上分别套装上绝缘环13后，分别用背帽14背紧，在外管顶端接头2上装设有吊耳15，吊耳15通过螺栓16与外管顶端接头2连接。
校准传感器，由外管17、中管18、内管19、二个内管内套20、顶盖21和底盖22组成。内管19、中管18、外管17同轴心套装在一起。在内管19的上端和下端分别装有内管内套20，内管内套20通过螺钉与内管19固定连接。在每一个内管内套23上和与内管内套20相对应的内管上有四个螺钉孔11，在四个螺钉孔11内分别旋入限位螺钉24，限位螺钉24的上端分别抵顶在中管18的内壁上。顶盖21、底盖22分别固设于套装在一起的内管19、中管18、外管17的两端。
校准传感器25并列设置在测量传感器23的下部，并通过卡子6固定连接在一起。
上述限位螺钉12和24可用限位环代替，限位环套装在内管连接套9或内管19上。限位环上可开设多个孔，或凹槽，以便液体通过。
本发明的上述限位螺钉12、24和绝缘环、内管内套23为由陶瓷、橡胶或塑料制成，其它件均由不锈钢或钛钢制成。
本发明的上述卡子6，还可以用螺纹或法兰连接方式。
权利要求
1.自校准式电容液位计，包括校准传感器(25)、测量传感器(23)，校准传感器(25)设置在测量传感器(23)的下部，且固定在一起，其特征在于A、测量传感器(23)，包括外管、内管、外管底端接头(1)、外管顶端接头(2)、内管底端接头(3)、内管顶端接头(4)、吊耳(15)；外管由多节短外管(5)对接组成，内管由多节短内管(8)对接组成；内管设置在外管内，且同轴心；外管底端接头(1)的上端套装在外管的下端，并与外管焊固连接；外管顶端接头(2)的下端套装在外管的上端，并与外管焊固连接；内管由多节短内管(8)对接组成，内管底端接头(3)的上端插入内管的下端口内，并与内管固定连接，内管顶端接头(4)的下端插入内管的上端口内，并与内管固定连接；在内管底端接头(3)和内管顶端接头(4)上分别套装有绝缘环(13)，并分别用背帽(14)背紧，在外管顶端接头(2)上固设有吊耳(15)；B、校准传感器(25)，包括外管(17)、中管(18)、内管(19)、二个内管内套(20)、顶盖(21)和底盖(22)；内管(19)、中管(18)、外管(17)套装在一起，且同轴心，在内管(19)的上端和下端分别装有内管内套(20)，内管内套(20)通过螺钉与内管(19)固定连接；顶盖(21)和底盖(22)分别固设于套装在一起的内管(19)、中管(18)、外管(17)的两端。
2.根据权利要求1所述的自校准式电容液位计，其特征是在所述的每二个短外管(5)的对接处套设有卡子(6)，卡子(6)的两端通过卡子螺钉连接在一起，在所述的每二个短内管(8)的对接处短内管(8)内装置有内管连接套(9)，内管连接套(9)通过螺钉(10)与二个短内管(8)固定连接，在内管连接套(9)上设置有限位装置，限位装置为多个限位螺钉(12)，多个限位螺钉的下端分别旋入内管连接套(9)上的与之对应的螺钉孔(11)内，其上端分别抵顶在外管内壁上；在所述的内管(19)上设置有限位装置，该限位装置为多个限位螺钉(24)，多个限位螺钉(24)的下端分别旋入内管(19)和内管内套(20)上的螺钉孔内，其上端分别抵顶在中管(18)的内壁上。
3.根据权利要求1或2所述的自校准式电容液位计，其特征在于所述的在内管连接套(9)或内管(19)上设置的限位装置也可为限位环，限位环套装在内管连接套(9)或内管(19)上，限位环上可有多个孔或多个凹槽。
全文摘要
自校准式电容液位计,包括测量传感器和设置在测量传感器下部的校准传感器。测量传感器由内管和套装在内管上的外管组成,外管和内管均由多管短内管和短外管对接构成。在内管两端分别装设有内管底端接头和内管顶端接头。外管两端分别装设有外管底端接头和外管顶端接头。校准传感器,包括套装在一起的内管中管和外管及装设在其两端的顶盖和底盖。本发明能对温度压力、环境等影响进行自动补偿,液位精度高、稳定性好。
文档编号G01F23/22GK1276520SQ9911299
公开日2000年12月13日 申请日期1999年6月8日 优先权日1999年6月8日
发明者赵明旭 申请人:赵明旭