內置一體的子母電容式傳感器的製作方法

2023-05-21 10:19:56 1

專利名稱：內置一體的子母電容式傳感器的製作方法
技術領域：
本發明涉及用來檢測貯罐中液化天然氣液位的液位檢測儀，尤其涉及到液位檢測儀中的電容式傳感器。
背景技術：
液化天然氣作為一種清潔能源其應用越來越廣泛，在用來液化、貯存、運輸和裝載液化天然氣的容器中，通常都配置有液位檢測儀來檢測並顯示液化天然氣的液位。目前常用的液位檢測儀的結構包括:安裝於貯罐內腔中的傳感器裝置，傳感器裝置外接信號處理器，信號處理器與液位指示器相連接；目前所用的傳感器裝置為一個單個的、用來檢測貯罐中LNG液位的電容式傳感器。電容式傳感器是液位檢測儀的核心部件之一，其安裝於裝載液化天然氣的貯罐內腔中，當貯罐中灌裝液化天然氣後，電容式傳感器中也會灌入液化天然氣，並且電容式傳感器的電容量會隨著液化天然氣液位的上升而線性增大；利用電容式傳感器的上述特性，液位檢測儀中的信號處理器通過檢測電容式傳感器的電容量，並將電容量值轉換處理後輸出一個實時液位信號至與信號處理器配合工作的液位指示器，實時顯示貯罐中液化天然氣的液位。目前常用的電容式傳感器的結構為:包括作為檢測電極的外管和內管，內管的兩端分別通過絕緣支撐塊絕緣支撐連接於外管中，絕緣支撐塊外覆蓋有與外管相焊接的端蓋座，外管和引出導線的金屬屏蔽層電連接，內管中的電極板與引出導線的金屬芯線電連接；在外管和內管上還設置有供液化天然氣進出的通孔。上述結構的液位檢測儀、以及所採用的電容式傳感器存在如下缺點:液化天然氣的品質會因產地等因素的不同而有差異，其中，不同品質的液化天然氣的介電常數的差異對電容式傳感器電容量的影響最大。對於某個確定的貯罐而言，其所配置的液位檢測儀在正式投入使用前就已調試好，在調試過程中通常只能選用某種確定的液化天然氣——假設為液化天然氣D，那麼，在實際使用中，貯罐中所灌裝的液化天然氣的介電常數與液化天然氣D的介電常數越接近，液位檢測儀通過電容式傳感器所檢測出的液位就越接近於貯罐中的實際液位，即其檢測結果就越準確；當貯罐中所灌裝的液化天然氣的介電常數與液化天然氣D的介電常數偏離過多時，採用上述電容式傳感器的液位檢測儀就無法根據傳感器的電容量來準確地判斷出貯罐中的實際液位，也就無法準確地檢測出貯罐中液化天然氣的液位，就會給貯罐的正常灌裝、運輸和使用帶來諸多不便。

發明內容
本發明的目的是提供一種能使液位檢測儀準確地檢測貯罐中液化天然氣液位的內置一體的子母電容式傳感器。為實現上述目的，本發明採用了以下技術方案。內置一體的子母電容式傳感器，包括外管，其特點是:在外管中設置有相互絕緣支撐連接的第一內管和第二內管，第一內管和第二內管的外端分別通過一塊主絕緣支撐塊絕緣支撐連接於外管中，第二內管的長度不超過第一內管長度的二分之一，在外管和第一內管上分別設置有至少一個供液化天然氣進出的通孔，在外管和第二內管上分別設置有至少一個供液化天然氣進出的通孔，主引出導線的金屬屏蔽層與外管電連接，主引出導線的金屬芯線與第一內管電連接，使外管和第一內管成為主電容式傳感器的兩個檢測電極；子引出導線的金屬屏蔽層與外管電連接，子引出導線的金屬芯線與第二內管電連接，使外管和第二內管作為子電容式傳感器的兩個檢測電極。進一步地，前述的內置一體的子母電容式傳感器，其中，第二內管的長度不超過第一內管長度的三分之一。進一步地，前述的內置一體的子母電容式傳感器，其中，在主絕緣支撐塊外覆蓋有與外管相焊接的端蓋座。進一步地，前述的內置一體的子母電容式傳感器，其中，在第一內管中焊接有第一電極板，主引出導線的金屬芯線通過第一螺釘與第一電極板電連接；在第二內管中焊接有第二電極板，子引出導線的金屬芯線通過第二螺釘與第二電極板電連接。本發明的有益效果:在實際使用時，液位檢測儀中的信號處理器先存儲子電容式傳感器被灌滿液化天然氣D時的滿載電容量CD ;在每次灌裝使用時，信號處理器採集並存儲子電容式傳感器被灌滿其它液化天然氣時的滿載電容量CA，並將電容量CA與CD作比較，得到反應電容量變化比例的值t，信號處理器再利用t去調整主電容式傳感器的電容量，從而能提高液位的測量精度，大大減小了測量誤差。或者，利用子電容式傳感器每次灌裝LNG時能確保被首先充滿，從而計算出每次灌裝的液化天然氣的介電常數，從而可以預先準確地計算出主電容式傳感器每次實際使用時的滿載電容量，同樣能提高測量精度，減小測量誤差。


圖1是本發明所述的內置一體的子母電容式傳感器的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和優選實施例對本發明所述的內置一體的子母電容式傳感器作進一步的說明。參見圖1所示，本發明所述的內置一體的子母電容式傳感器，包括外管1，在外管
I中設置有通過絕緣支撐塊32相互絕緣支撐連接的第一內管2和第二內管21，第一內管2的外端通過一塊主絕緣支撐塊3絕緣支撐連接於外管I中，在主絕緣支撐塊3外覆蓋有與外管I相焊接的端蓋座4，第二內管21的外端通過一塊主絕緣支撐塊31絕緣支撐連接於外管I中，在主絕緣支撐塊31外覆蓋有與外管I相焊接的端蓋座41，通過設置端蓋座4和41，一方面可以保護主絕緣支撐塊3和31，另一方面使主絕緣支撐塊3和31安裝得更可靠穩固；第二內管21的長度不超過第一內管2長度的二分之一，優選為第二內管21的長度不超過第一內管2長度的三分之一，以保證在往貯罐中灌裝液化天然氣時，子電容式傳感器能被充滿並且比主電容式傳感器先充滿液化天然氣。在外管I的一端部位設置有至少一個供液化天然氣進出的通孔11，在第一內管2的兩端部位分別設置有至少一個供液化天然氣進出的通孔22，液化天然氣可從通孔11進入外管I和第一內管2的間隙中，再從通孔22進入第一內管2的內腔中；在外管I的另一端部位設置有至少一個供液化天然氣進出的通孔12，在第二內管21的兩端部位分別設置有至少一個供液化天然氣進出的通孔23，液化天然氣可從通孔12進入外管I和第二內管21的間隙中，再從通孔23進入第二內管21的內腔中；主引出導線6的金屬屏蔽層7與外管I電連接，主引出導線6的金屬芯線61與第一內管2電連接——本實施例中在第一內管2中焊接有第一電極板5，主引出導線6的金屬芯線61及其絕緣層一起依次穿過錐形堵頭、端蓋座4和主絕緣支撐塊3後，金屬芯線61通過第一螺釘8與第一電極板5電連接,從而確保金屬芯線61與第一電極板5穩定可靠連接,使外管I和第一內管2成為主電容式傳感器的兩個檢測電極；錐形堵頭可以將外界引起的導線振動阻隔在電連接點之外，有效防止電連接點斷裂脫焊。子引出導線62的金屬屏蔽層71與外管I電連接，子引出導線62的金屬芯線63與第二內管21電連接——本實施例中在第二內管21中焊接有第二電極板51，子引出導線62的金屬芯線63及其絕緣層依次穿過外管
1、第一內管2和絕緣支撐塊32後，金屬芯線63通過第二螺釘81與第二電極板51電連接，從而確保金屬芯線63與第二電極板51穩定可靠連接,使外管I和第二內管21作為子電容式傳感器的兩個檢測電極。在實際使用時，將本發明所述的內置一體的子母電容式傳感器安裝於貯罐中，並且使第二內管21位於貯罐底部，這樣可以確保在每次灌裝時，子電容式傳感器能被灌滿並且始終比主電容式傳感器先灌滿液化天然氣。液位檢測儀中的信號處理器先存儲子電容式傳感器被灌滿液化天然氣D時的滿載電容量CD ;在每次灌裝使用時，信號處理器採集並存儲子電容式傳感器被灌滿其它液化天然氣時的滿載電容量CA，並將電容量CA與CD作比較，得到反應電容量變化比例的值t，信號處理器再利用t去調整主電容式傳感器的電容量，從而能提高液位的測量精度，大大減小了測量誤差。或者，利用子電容式傳感器每次灌裝LNG時能確保被首先充滿，從而計算出每次灌裝的液化天然氣的介電常數，從而可以預先準確地計算出主電容式傳感器每次實際使用時的滿載電容量，同樣能提高測量精度，減小測量誤差。
權利要求
1.內置一體的子母電容式傳感器，包括外管，其特徵在於:在外管中設置有相互絕緣支撐連接的第一內管和第二內管，第一內管和第二內管的外端分別通過一塊主絕緣支撐塊絕緣支撐連接於外管中，第二內管的長度不超過第一內管長度的二分之一，在外管和第一內管上分別設置有至少一個供液化天然氣進出的通孔，在外管和第二內管上分別設置有至少一個供液化天然氣進出的通孔，主引出導線的金屬屏蔽層與外管電連接，主引出導線的金屬芯線與第一內管電連接，使外管和第一內管成為主電容式傳感器的兩個檢測電極；子引出導線的金屬屏蔽層與外管電連接，子引出導線的金屬芯線與第二內管電連接，使外管和第二內管作為子電容式傳感器的兩個檢測電極。
2.根據權利要求1所述的內置一體的子母電容式傳感器，其特徵在於:第二內管的長度不超過第一內管長度的三分之一。
3.根據權利要求1或2所述的內置一體的子母電容式傳感器，其特徵在於:在主絕緣支撐塊外覆蓋有與外管相焊接的端蓋座。
4.根據權利要求1或2所述的內置一體的子母電容式傳感器，其特徵在於:在第一內管中焊接有第一電極板，主引出導線的金屬芯線通過第一螺釘與第一電極板電連接；在第二內管中焊接有第二電極板，子引出導線的金屬芯線通過第二螺釘與第二電極板電連接。
全文摘要
本發明公開了一種可應用於液位檢測儀的內置一體的子母電容式傳感器，包括外管，在外管中設置有相互絕緣支撐連接的第一內管和第二內管，第一內管和第二內管的外端分別通過一塊主絕緣支撐塊絕緣支撐連接於外管中，第二內管的長度不超過第一內管長度的二分之一，在外管和第一內管上分別設置有至少一個通孔，在外管和第二內管上分別設置有至少一個通孔，使外管和第一內管成為主電容式傳感器的兩個檢測電極；使外管和第二內管作為子電容式傳感器的兩個檢測電極。使用上述的子母電容式傳感器，能夠提高液位檢測儀檢測液化天然氣液位的測量精度，減小測量誤差。
文檔編號G01F23/26GK103196037SQ20131013547
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月18日 優先權日2013年4月18日
發明者陳樹軍, 孫建華 申請人:蘇州賽智達智能科技有限公司