[發明專利]一種兩相液體液位測量傳感器的制備方法

無效

• 申請號: 200910073457.4
• 申請日: 2009-12-18
• 公開（公告）號: CN102103001A
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發明（設計）人: 王凡;秦雪
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十九研究所
• 主分類號: G01F23/14
• 分類號: G01F23/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

(一)技術領域

本發明屬于傳感器技術與制備領域，涉及一種新型分層液位測量的“碟形”浮子式壓差液位傳感器的設計與制備方法。

(二)背景技術

在石油化工、水利水電、農田灌溉、環境監測以及自來水廠、污水處理廠、船舶等領域，液位(或水位)是一個重要測量與控制的技術參數。目前常用的液位傳感器有：電容式液位傳感器、重錘浮子式液位傳感器、旋轉編碼浮子式液位傳感器(機械式和光電式)、磁浮子接點式液位傳感器(連續式和液位開關式)、非接觸式的超聲波液位傳感器、靜壓壓力式液位傳感器(投入式和壓差式)等。其分辨率從毫米級到厘米級不等，測量范圍從幾十厘米到幾十米，測量準確度在±2％FS～±0.1％FS范圍內。除磁浮子接點式傳感器外，其余傳感器均比較適合測量范圍較寬的應用場合。一般電容式、靜壓壓力式和超聲波傳感器均帶有變送部分，即將液位信號轉換成標準電流信號(4～20mA)。旋轉編碼浮子式傳感器分為機械式和光電式兩種，光電式又分為絕對型和增量型。這類傳感器輸出通常為并行二進制碼、串行二進制碼和脈沖信號。除智能型一體化傳感器外(電容式靜壓式或超聲波)，一般沒有就地顯示和數字通信功能。對于諸如農田灌溉、環境監測、污水處理、船舶等公益性部門，除測量精度、可靠性、可維護、易安裝等技術性能要求外，有些部門提出對密度不同的分層液位測量問題，上述傳感器不具備分層液位測量的功能，是直接影響傳感器選用的重要因素。為此，我們研究了一種新型的基于浮子式和靜壓壓力傳感器優點的“碟形”浮子式壓差液位傳感器，具有測量范圍寬、測量準確度高的新型液位傳感器。

(三)發明內容

本發明的目的是為了解決傳統液位傳感器存在的以下問題：(1)傳統液位傳感器不能在不同密度不相溶的液體中進行分層液位測量，提出了“碟形”浮子式壓差液位測量方法；(2)浮子壓力探頭漂浮于兩種液體交界面的結構設計方法；(3)為了適應機電一體化的傳感器在液體中的使用，實現結構水密封的方法；(4)提高浮子式壓力探頭在液體中自由垂放的穩定性方法；(5)提高液位測量精度方法(密度溫度補償法)。

本發明提供了一種新型液位傳感器的制備方法。

本發明中涉及的制備方法有以下工藝步驟組成：根據被測的兩相液體密度ρ1和ρ2及浮子材料的密度ρw設計確定“碟形”浮子式壓力探頭的結構參數-結構件加工-結構件的清洗-溫度探頭和壓力探頭安裝-電裝(電路板的焊接)-調試-總裝(結構件焊接、水密電纜和浮子穩定板的安裝)。

(四)附圖說明

圖1是“碟型”浮子式壓差液位傳感器制備工藝流程框圖；圖2是“碟型”浮子壓力探頭的結構圖；圖3是浮子穩定板的結構圖；圖4是水密結構圖；圖5是“碟型”浮子式壓差液位傳感器結構圖；圖6是“碟型”浮子式壓差液位傳感器的外觀圖。

(五)具體實施方式

“碟形”浮子式壓差液位傳感器制備按工藝流程框圖進行，該流程概括起來為：根據被測液體的密度及浮子材料的密度和測量深度確定浮子壓力探頭的結構參數a和b、結構件加工、結構件的清洗、溫度探頭安裝(溫度鉑電阻保護外殼的氬弧焊接)、壓力芯體安裝(壓力芯體與浮子安裝位置的電子束密封焊接)、調理電路上的元器件電裝、零點和上限調試、總裝(電路板固定、電纜水密安裝、電連接器安裝和外殼密封焊接和浮子穩定板的焊接安裝)、標定。