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基于计算电容原理的新型电容式液位传感器及其应用

发布时间:16-10-25 18:00分类:行业资讯 标签:电容式液位传感器 近日,*发明一项授权*--基于计算电容原理的新型电容式液位传感器及其应用。本发明属于计算测试技术领域,涉及一种基于计算电容原理的电容式液位传感器。该*由中国计量学院申请,于2016年10月19日获得此授权公告。 据了解,液位测量遍及生产、生活等各个领域,尤其在航空、航天、生物等高新技术领域,精确测量液位具有重要意义。这些领域常需要测量低温液体,如液氢、液氧、液态甲烷等,这些液体沸点低、密度小、易汽化等特点,由于使用环境和要求具有特殊性,对液位传感器不但要求精度高,还要求能够承受恶劣环境。 目前对低温液体进行液位监测和测量的手段很多,常用的有电容法、压差法及浮筒法,新方法有射频导纳法、超声波法、光纤法、热式测量法及核辐射法,市场上按照上述原理研制成型的液位计工作温度只能达到220K,而用作液氢、液氧等温度*低可达22K。 电容式液位传感器是通过测量电容变化量来实现液位测量,它的基本原理是被测液体液位变化时,相应的传感器电极间介电常数发生改变,从而引发电容量变化。电容式液位传感器由于具有动态范围大、高阻抗、小功率、响应速度快等优点,在超低温液位测量中得到广泛应用。但目前的电容式液位传感器由于受加工、装配等误差影响,精度*高可达0 .1%,在超低温环境中精度会有所降低。 创意无极限,仪表大发明。*针对于现有设计的不足,本发明采用的技术方案是包括屏蔽罩、绝缘主体、金属层、上封装、电路板、专用金属销和下封装。其中绝缘主体呈桶装,在其外表面镀有金属层;屏蔽罩与绝缘主体同轴设置,位于绝缘主体的外围,绝缘主体与屏蔽罩间通过上封装与下封装装配在一起,上封装外部有定位装夹面,定位装夹面内部装有信号处理电路板,屏蔽罩上均匀分布可供液体流动的小孔。所述的金属层在高度方向上分割成多段,除去首尾段的其它金属段在高度方向上刻出四条微小间隙,每条微小间隙宽度相等,且围绕轴心对称,微小间隙宽度所对应的圆心角为ri,ri<<90°,两两微小间隙所夹的金属段形成电极,电极通过专用金属销与信号处理电路板,所述的专用金属销为带导线的销。 基于计算电容原理设计的新型电容式液位传感器的主视图 该新型电容式液位传感器基于计算电容原理,其总电容量只取决于被测液体的相对介电常数εr,空气的相对介电常数ε0和液位高度。绝缘主体采用石英管、聚四氟乙烯或陶瓷,金属层所镀的金属为铬、金或银。本实施例主体部分3采用经精密加工的熔融石英圆管,被测液体1位于主体部分内部;外表面用真空喷镀法镀上坚固、且导电良好的镀层4。镀层在轴向用刻线法分成多段,两端是保护电极,起到支撑与消除边缘效应的作用,每段镀层在圆周方向用刻线分成近似90°的四部分,每部分之间为微小间隙ri( i=1,2,3,4 ),ri<<90°,以保证被分割成的四部分ak( k=1,2,3,4 )均近似为90°。相邻的两部分作为零电极,另两个相邻的电极为高压电极,将每段相对的两个电极的所产生的电容量分别引出并处理,则可计算出相应的液位,主体外层是屏蔽罩2。 该发明所突出的优异效果给予了一种新型电容式液位传感器,该电容式液位传感器基于计算电容原理,使传感器的精度仅取决被测液体的相对介电常数,空气的相对介电常数这两个参数,较传统电容式液位传感器的精度有望提高,同时适于超低温液位的测量,另外也适用于高温液体的测量。 因此,新型电容式液位传感器可在测量超低温液体时应用,所述超低温液体为液氧、液氮或液氢。 附爱仪器仪表网热卖产品:德国E+H FMP51导波雷达液位计

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