[實用新型]雙電容傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420088232.2
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN203705013U
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高海清
• 申請（專利權(quán)）人: 高海清
• 主分類號: G01F23/26
• 分類號: G01F23/26;G01F25/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 譚新民

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及到低溫氣瓶或儲罐內(nèi)所使用的電容式傳感器領(lǐng)域，具體涉及一種雙電容傳感器。

背景技術(shù)

近年來隨著國家政策的支持，工業(yè)瓶和車載瓶發(fā)展迅速，其瓶內(nèi)的液位測量大多是用電容式傳感器的液位計。但常規(guī)的液位計必須要標(biāo)定零位，在氣瓶內(nèi)有液體時很難知道此時此刻的真實零位，并且容易受液體介質(zhì)的影響。

專利號為“201220576669.1”的中國專利公開了一種三線式雙電容傳感器，包括外管，設(shè)置在外管內(nèi)的上內(nèi)管和下內(nèi)管，所述上內(nèi)管和外管形成參比電容傳感器，下內(nèi)管和外管形成測量電容傳感器，所述上內(nèi)管和下內(nèi)管間設(shè)置有用于將其絕緣連接在一起的支撐裝置。該三線式雙電容傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)LNG氣瓶內(nèi)液位測量的自動校準(zhǔn)和自適應(yīng)LNG由于液源不同引起的介電常數(shù)變化，但是其靈敏度達不到一些特定的環(huán)境的使用要求。

專利號為“201120403939.4”?的中國專利公開了一種液化氣用雙同軸電容傳感器，其組成包括聚四氟乙烯電纜、外筒和中筒，在中筒內(nèi)設(shè)置有內(nèi)筒，內(nèi)筒和外筒導(dǎo)電連接，中筒與聚四氟乙烯電纜芯線導(dǎo)電連接，外筒、中筒、內(nèi)筒之間設(shè)置有間隙。該傳感器用于提高LNG燃料箱液位測量精度和增強抗干擾能力，其為單電容傳感器，具有高靈敏度，但是其在液體介質(zhì)影響下無法進行自動校準(zhǔn)和自適應(yīng)。

綜上專利，沒有一項技術(shù)能夠在高靈敏度的同時實現(xiàn)自動校準(zhǔn)和自適應(yīng)的傳感器。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于為了實現(xiàn)能夠在高靈敏度的同時自動校準(zhǔn)和自適應(yīng)的功能，而提供了一種雙電容傳感器，該雙電容傳感器利用容器內(nèi)液體液位的變化使電容值改變的原理進行測量，實現(xiàn)自動標(biāo)定零位和自動標(biāo)定滿位，介電常數(shù)的變化不影響測量精度，解決現(xiàn)有傳感器很難在高靈敏度的同時實現(xiàn)自動校準(zhǔn)和自適應(yīng)功能的問題。

本實用新型解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：雙電容傳感器，包括外筒，所述外筒中設(shè)置有下中筒和上中筒，且上中筒設(shè)置在下中筒的正上方，所述上中筒中設(shè)置有內(nèi)筒，且內(nèi)筒同時設(shè)置在下中筒和上中筒的內(nèi)部，外筒和內(nèi)筒是電連接的；下中筒同時與外筒、內(nèi)筒形成供電容檢測電路檢測的電容C1，上中筒同時與外筒、內(nèi)筒形成供電容檢測電路檢測的電容C2，且C1電容值和C2電容值相等。相對于現(xiàn)有的單電容傳感器或者雙電容傳感器，內(nèi)筒的設(shè)置對本實用新型的作用是很明顯的，首先是提高了測量靈敏度，外筒和內(nèi)筒電連接的，是電容的負(fù)極，所以下中筒和上中筒相對外筒有電容值，相對內(nèi)筒也有電容值，總的靈敏度為這兩個靈敏度之和。其次是電容值穩(wěn)定無干擾，下中筒線纜或上中筒線纜從內(nèi)筒中穿過或存放時，電容值不會產(chǎn)生變化，線纜在內(nèi)筒中晃動時不會產(chǎn)生干擾。其三是可以將下中筒線纜和上中筒線纜多余部分存放在內(nèi)筒中，便于多線纜的布置。

外筒的下端設(shè)置有底座，外筒的頂端設(shè)置有上支架，且內(nèi)筒的底端和外筒的底端均與底座固定，內(nèi)筒的頂端和外筒的頂端均與上支架固定；下中筒和底座之間設(shè)置有下絕緣體，且下絕緣體同時與下中筒和底座固定；下中筒和上中筒之間設(shè)有中絕緣體，中絕緣體同時與下中筒的頂端和上中筒的底端固定，上中筒和上支架之間設(shè)置有上絕緣體，且上絕緣體同時與上中筒和上支架固定，下中筒和上中筒是直徑相同且同軸裝配。上支架是作為對外筒、上中筒以及內(nèi)筒的頂端作為支撐部件，而底座也是作為支撐結(jié)構(gòu)，要保證下中筒和上中筒之間的絕緣功能。

上支架頂端設(shè)有線纜對接裝置，線纜對接裝置分別連接有上中筒屏蔽線纜和下中筒屏蔽線纜，下中筒屏蔽線纜一端穿過內(nèi)筒后與下中筒連接，另一端與線纜對接裝置電連接后伸出外筒，形成了供電容檢測電路檢測的電容C1；上中筒屏蔽線纜一端與上中筒連接，另一端與線纜對接裝置電連接后伸出外筒，形成了供電容檢測電路檢測的電容C2，且C1電容值和C2電容值相等。本實用新型能自動標(biāo)定零位和自動標(biāo)定滿位，C1為下中筒這條支路對應(yīng)的電容值，C2為上中筒這條支路對應(yīng)的電容值，設(shè)下中筒和上中筒的長度比值等于K，電容生產(chǎn)合格后，C1等于C2。當(dāng)氣瓶中的液體液位在中絕緣體之下時，此時檢測的C2零位值就等于C1的零位值，當(dāng)氣瓶中的液體液位在中絕緣體之上時，此時檢測出了C1滿位值，將C1滿位值減C1零位值的差除以K就等于C2的滿位增量值，此增量值加上C2零位值就等于C2滿位值，即C1和C2的零位滿位值都可以計算出來，那么液體液位在任意高度都可以計算出來，所以本實用新型能自動標(biāo)定零位和自動標(biāo)定滿位，且在整個計算過程中和介質(zhì)的介電常數(shù)無關(guān)，并且下中筒和上中筒的長度比值可以是任意值。解決現(xiàn)有傳感器很難在高靈敏度的同時實現(xiàn)自動校準(zhǔn)和自適應(yīng)功能的問題。