專利名稱：液位傳感器裝置的制作方法
技術領域：
本適應新型屬測量液位的傳感器類現(xiàn)行投入使用的液位傳感器，應用在鍋爐測量水位的大多是浮子式，光電式，及平板玻璃式較為長用。浮子式由于受浮力的影響，浮子必須做的壁薄，要么體積大。由于鍋爐壓力大，壁薄不能承壓，壁厚又要增大體積，而體積越大，承壓能力也越低，所以現(xiàn)行浮子式的壓力上限很難突破2.5mPa，加工難度大自不必說。光電式由于水的透光性較好，加上鍋爐玻璃極厚，有水無水光差小，加上鍋爐結垢，光信號極難取出，再加上背景光。反射光，衍射光等影響，尤其高溫狀態(tài)下，光電管工作極不穩(wěn)定。光電式水位計現(xiàn)各用戶以不采用。玻璃式只能觀測，不能遠傳，且溫度上限較低。
本適應新型的目的是，研制一種在鍋爐狀態(tài)下(高溫高壓)能可靠的工作，且安裝方便的水位與電信號的轉(zhuǎn)換裝置。
本實用新型的技術方案，是依據(jù)物體在水中受到浮力作用，使物體重量發(fā)生變化。這個重量作用在彈簧上，引起彈簧的位移。(在彈性度內(nèi))彈簧的位移帶動導磁性物質(zhì)。在線圈中移動引起線圈中電感量或電壓的變化，測量這變化值的大小，即可測量出水的位置。
傳感器的結構示意圖為圖一所示(1)為電感線圈(2)為稱重彈簧(3)為導磁性媒體(4)為非導磁不銹鋼管(5)為液位探測體(6)為液位容器。
當容器(6)中無水時彈簧(2)的長度由胡克定律知l=P1k=Vdk]]>即彈簧的長度決定于探測極的重量。k彈簧的彈性系數(shù)，d為比重，v為體積，當容器中的水增多后，由阿基米德定律知，此時探測極的重量將變?yōu)镻2＝vd-v1l2=vd-v1k,]]>于是彈簧長度的變化量Δl=l1-l2=vdk-vd-v1k=v1k]]>當k一定時Δ1正比于V1、V1為浸入水中探測極的體積?？梢姀椈砷L度的減小量只決定于探測極浸入水中的位置。(彈簧的減小量與探測體的長度比忽略不計)。
由于導磁媒體(3)是固定在簧彈上，所以簧的伸縮將使鐵芯隨著變動，當鐵芯的位置在線圈中上下移動時，將引起(1)中電感量的變化。因為l=μSN21]]>當線圈的截面S，長度l及匝數(shù)N一定時，電感量的大小只決定于媒體的導磁系數(shù)μ。測量出電感量l的值，即可測出水的深度。
優(yōu)點和積極效果；因測的只是探測極重量的改變量，所以探測可以作的體積小。且承壓高，探測極可以做實芯的它的密度只決定于靈敏度。耐高溫，因為簧采用不銹鋼，鐵芯采用坡莫和金或燒結磁芯或?qū)Т挪讳P鋼，探測極可以根據(jù)溫度選用，所以承受300℃高溫沒有問題，外邊的線圈采用沙包線，導管用膠木棒加工骨架，線圈耐溫一般不超過100℃。同時探測極的長度也可加長或縮短，所測液位的深度可以調(diào)整，這些都是浮子式水位計，所不能比擬的。
實施雖然本適用新型原理簡單，但實施時若想得到好的線性及高的靈敏度，以及承溫耐壓，在選擇彈簧、鐵芯及探測極和線圈時，應根據(jù)實際情況，予以保證。用于鍋爐時，首先彈簧根據(jù)探測極重量，選用細不銹鋼絲繞成的彈簧，可選用不銹鋼小提琴E弦繞制。使加上探測極時浸入水中，簧有較大變動以增加靈敏度，鐵芯部分選用市場上裝璜用的一種帶磁性的不銹鋼管(稱不銹鐵)即耐腐蝕又有鐵磁性質(zhì)，探測極選用是比重比較輕的物質(zhì)以增加靈敏度，選用醫(yī)療器械加工用的不銹鋼細管即可。但兩頭焊接一定要密封好?？刹捎脷寤『?，外邊線圈采用紗包線，用紙管或膠木棒車骨架，也可以繞成兩個繞組，圖2所示，當初級加入交變電壓時，隨著鐵芯在線圈的位置不同，次極感應電壓也隨著變化?？梢灾苯訙y出這電壓的大小，即測出水位。為了減小溫度的影響，線圈的初極可以放在外邊，次極放在里邊。由于次極的輸入阻抗很高，電組的變化影響也較小，導管采用非導磁不銹鋼加工而成。實踐中只要線圈長度為25mm，l1、l2圈數(shù)夠6層0.2的沙包線，線性一般都很好，次極繞組為善線性可以加一1μ電解，如圖2所示。
安裝的結構分兩種。一種在鍋爐的水位計上，不管是雙色的還是板式水位計，均在上下兩邊有一鑼栓，下邊為排污用，上邊的為洗刷污垢用，把上邊鑼栓擰下，換上圖3所示的液位計裝置，把探測極扦入水位計即可，探測極直徑為Ф5，并不影響原觀測效果。上下移動線圈使之與水高度相適應即可，遇有高壓加工成如圖4所示，擰入法蘭即可。
水位傳感器也可用作水箱油及酸堿環(huán)境中液位的測量。
權利要求一種液位傳感器裝置其特征在于由非導磁不銹鋼做導管，外套感應線圈導管內(nèi)裝有稱重彈簧，且連接導磁媒體和水位探測體，裝配而成的液位傳感器裝置，該裝置能把浸在液位中不同深度的探測體，所受浮力大小的改變，轉(zhuǎn)換為不同電感量或電壓的電信號輸出的轉(zhuǎn)換裝置。
專利摘要液位傳感器裝置是屬于測量液位的傳感器類,該裝置中根據(jù)物體在水中受浮力作用重量發(fā)生變化。這種變化引起稱重彈簧長度的位移,彈簧的位置同時帶動導磁或電感量的變化。于是把水位信號變成電信號,從而實現(xiàn)遠距離傳輸顯示控制的液位傳感器裝置。主要用于高溫高壓下,鍋爐水位及其它液位的傳輸測量顯示及探測的一種傳感器。
文檔編號G01F23/28GK2276151SQ9621022
公開日1998年3月11日 申請日期1996年4月24日 優(yōu)先權日1996年4月24日
發(fā)明者劉學平 申請人:劉學平