[實用新型]低溫液位傳感器組件

有效

• 申請號: 201120352180.1
• 申請日: 2011-09-20
• 公開（公告）號: CN202221329U
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: 曾卓
• 申請（專利權）人: 成都盛杰低溫設備有限公司
• 主分類號: G01F23/22
• 分類號: G01F23/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種低溫液位傳感器，尤其涉及一種利用多個溫度傳感器實現精確測量低溫液體液位的低溫液位傳感器組件。

背景技術

低溫液位傳感器用于測量低溫液體如液氮的液位高度，在低溫測試中有著重要的作用，是保證科研試驗和工業生產等過程正常進行必不可少的儀器。

目前，用于測量低溫液體液位的方法有很多，主要包括熱振蕩法、超導線法、電阻法、二極管法和電容法等等，如《低溫與超導》1996年5月第24卷第二期中關于“鍺二極管高分辨率低溫液位計”一文，詳細描述了鍺二極管液位計的結構及工作原理，利用鍺二極管導電時在液相和氣相中的傳熱能力的差異變化，引起其正向電壓發生變化，從而判斷出鍺二極管示處于液體內還是液體外，并因此判斷液位的高度。又如《導彈與航天運載技術》2008年第6期中關于“低溫液位計”一文，描述了串列式電容液位傳感器的結構和工作原理，其利用液位變化時電容的介質介電常數發生變化，最終導致液位計輸出電容值發生變化的原理來測量液位的高度，與傳統電容液位傳感器的區別在于將多個小電容排列在一起，減小了液、氣兩種介質對電容值的影響。再如《微計算機信息》（測控自動化）2007年第23卷第2-1期中關于“低溫液位測量裝置研究”一文，介紹了利用液位探針、控制探針的步進電機和控制器共同測量液位的方法，利用探針在液體內和液體外的不同的阻抗特性測量液位。

上述所有方法中，均是利用低溫液體內、外的導電特性或導熱特性或電阻、電容特性的差異來達到判斷液位高度的目的，其缺陷在于：由于液體臨界面的兩側的上述各特性差異有限，所以無論怎么改變傳感器本身，在液位側測量精度方面都很難有更大的突破。

發明內容

本實用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種利用多個溫度傳感器實現精確測量低溫液體液位的低溫液位傳感器組件。

本實用新型通過以下技術方案來實現上述目的：

本實用新型使用時，其一端位于低溫液體內、另一端位于低溫液體外，本實用新型包括一條支撐桿、數個溫度傳感器和數條信號傳輸線；以本實用新型使用時所述支撐桿位于低溫液體內的一端為下端、位于低溫液體外的一端為上端，所述溫度傳感器由下而上依次分布于所述支撐桿的外表面，所述溫度傳感器的信號輸出端與所述信號傳輸線的一端一一對應連接，所述信號傳輸線的另一端由下而上沿所述支撐桿引出。

本實用新型的原理是利用低溫液體介質在氣、液兩種狀態下的溫度變化來檢測其液位高度。相對于傳統的液位檢測裝置，本實用新型是一個質的突破，因為本實用新型的溫度傳感器所檢測的是低溫液體介質在氣、液兩種狀態的臨界點兩邊的溫度差異，根據物質氣、液轉換條件可知，如果為液態，則溫度一定低于臨界點溫度；如果為氣態，則溫度一定高于臨界點溫度。所以，根據溫度傳感器檢測到的溫度一定可以判斷該溫度傳感器處于介質的液體環境還是氣體環境中，而每一個溫度傳感器的高度是確定的，所以就可以精確地判斷出低溫液體的液位高度。當然，根據溫度傳感器的信號進行液位高度的分析和判斷是由與本實用新型的數條信號傳輸線連接的中央處理器來完成的，在電子集成和程序控制高度發達的今天，這不是困難的事情。

進一步，所述支撐桿上與所述溫度傳感器相對應的位置設置有傳感器凹槽，所述溫度傳感器位于所述傳感器凹槽內，這樣便于整個組件的管理，也使溫度傳感器的安裝更加簡單；所述溫度傳感器為鉑電阻陣列，鉑電阻是鉑熱電阻的簡稱，它的阻值會隨著溫度的變化而改變，其變化非常精確，所以其檢測結果也非常精確；相鄰的所述溫度傳感器之間的距離為1—20mm，應用中根據實際需要的測量精度來確定。

進一步，所述支撐桿上與所述信號傳輸線相對應的位置設置有傳輸線凹槽，所述信號傳輸線位于所述傳輸線凹槽內；所有所述信號傳輸線集中綁扎為一束，由下而上沿所述支撐桿引出。這樣便于整個組件的管理，也使信號傳輸線的安裝更加簡單。

進一步，所述支撐桿為金屬桿，其良好的物理性能使其可以滿足很大的溫差變化要求。

本實用新型的有益效果在于：

用本實用新型測量低溫液體的液位時，信號傳輸線外接中央處理器，溫度傳感器會把液體浸泡與否的溫差信號通過信號傳輸線傳輸給中央處理器，中央處理器可以非常精確地根據溫度傳感器的位置判斷出液位的高低。由于本實用新型是利用低溫液體介質在氣、液兩種狀態下必然存在的溫度差來判斷液位高度，所以其誤差相當小，精度很高，是低溫液體液位測量領域的一大進步。

附圖說明

附圖是本實用新型的主視結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明：