一种电容式液位计的制作方法
专利名称：一种电容式液位计的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种液位测量仪器，特别是涉及一种电容式的液位计。
目前的液位仪表，有的结构复杂，造价昂贵、维修困难，不易普及推广，如超声波液位计，有的结构简单，但检测部分系可动部件，因而极易损坏，可靠性差，维修量大，如浮筒式液位计。中国专利CN2042952U公开了一种电容式数字显示液面计，它是将电容式传感器制造成本身具有独立的负电极，测量不受被测介质和容器体是否导电的限制，拓展了应用领域，但它的电容式传感器和变送器的结构复杂，成本偏高。
本实用新型的目的是提供一种结构简单，成本较低的电容式液位计。
其具体方案为对于敞口容器中的常温、无腐蚀性的介质检测，如气柜、水塔液位等，它采用绝缘金属导线作传感器，作为与液位变化成比例变化的Cx的一极，另一极为插入导电介质的金属裸导线或金属容器壁，变送器由振荡电路、变送电路、检波放大电路组成，振荡电路由四运放集成块1/4IC1及外接电阻R1、R2、R3、外接电容C1组成，电容C1一端接1/4IC1负输入端，变送电路由四运放集成块2/4IC1及外接电阻R4、外接电容C2、C0组成，与液位变化成比例变化的Cx两端分别接于1/4IC1输出端和2/4IC1负输入端，放大电路由四运放集成块3/4IC1及外接电阻R5、R6、可变电阻W2、电容C3组成，2/4IC1的输出端通过二极管D2接3/4IC1的正输入端，3/4IC1输出端接显示器。
对于腐蚀性导电介质及非导电介质的检测，它采用电容式传感器置于检测容桶并用密封装置密封的方式，变送器由振荡电路、变送电路、检波放大电路组成，振荡电路由四运放集成块1/4IC1及外接电阻R1、R2、R3、外接电容C1组成，电容C1一端接1/4IC1负输入端，变送电路由四运放集成块2/4IC1及外接电阻R4、外接电容C2、C0组成，与液位变化成比例变化的Cx两端分别接于1/4IC1输出端和2/4IC1负输入端，放大电路由四运放集成块3/4IC1及外接电阻R5、R6、可变电阻W2、电容C3组成，2/4IC1的输出端通过二极管D2接3/4I C1的正输入端，3/4IC1输出端接显示器。
电容式传感器根据所测介质类型可以为外边涂覆绝缘材料的金属棒，也可以为由电极管、电极杆、螺母和绝缘垫片组成的电容式传感器，电极杆由螺母和绝缘垫片套装于电极管内，电极管上有使检测介质流入的小孔。
密封装置根据压力情况，低压时密封装置由螺母、绝缘板、法兰、绝缘套组成；中、高压时，密封装置由螺母、绝缘垫片、密封盖、压盖、盘根、密封体、高压法兰、透镜及密封块组成；本实用新型的电容式传感器和密封装置结构简单，变送器仅由一个四运放集成块及外接阻容件组成，因而成本较低，由于本实用新型的检测部分无可动部件，因而可靠性高，维修方便，且能适应高温、高压、强腐蚀性场合下的各种导电及不导电介质。
以下结合附图并通过实施例进一步说明本实用新型
图1为绝缘金属导线电容式传感器的结构示意图；图2为测量有腐蚀性导电介质的电容式传感器的结构示意图；图3测量不导电介质的电容式传感器的结构示意图；图4为低压下的密封装置结构示意图；图5为中高压下密封装置的结构示意图；图6为测量敞口容器内无腐蚀性导电介质液位的示意图；图7为测量敞口容器内腐蚀性导电介质液位的示意图；图8为测量敞口容器内不导电介质液位的示意图；图9为测量密闭容器内腐蚀性导电介质液位的示意图；图10为测量密闭容器内不导电介质的示意图；图11为变送器的电路原理示意图。
实施例1测量敞口容器内无腐蚀性导电介质如水。用金属绝缘导线1作为电容式传感器并作为Cx的一极，另一极为容器壁2(容器壁为导电体)或一根下悬重锤的金属裸导线3(容器壁不导电)。将两极接于变送器的1/4IC1输出端和1/4IC1负输入端之间。变送器由振荡电路、变送电路、检波放大电路组成，振荡电路由四运放集成块1/4IC1及外接电阻R1、R2、R3、外接电容C1组成，电容C1一端接1/4IC1负输入端，变送电路由四运放集成块2/4IC1及外接电阻R4、外接电容C2、C0组成，与液位变化成比例变化的Cx两端分别接于1/4IC1输出端和2/4IC1负输入端，放大电路由四运放集成块3/4IC1及外接电阻R5、R6、可变电阻W2、电容C3组成，2/4IC1的输出端通过二极管D2接3/4IC1的正输入端，3/4IC1输出端接显示器Rf，显示器可为模拟式也可为数字式，由于Cx随着液位成比例变化，由振荡电路产生振荡信号，将Cx所代表的液位信号输入变送电路，经处理后将与液位高低成比例变化的电压信号送至检波放大电路放大，最后由显示器Rf显示出液位。
实施例2测量敞口容器内腐蚀性导电介质，它有检测容桶4，外面涂覆绝缘材料的金属棒作为电容式传感器5(如图2所示)，密封装置6，密封装置(如图4所示)由螺母7，绝缘板8、法兰9、绝缘套10组成，传感器5套于绝缘板8和法兰9中，传感器5与法兰9通过绝缘套10，螺母7通过绝缘极8而起到绝缘作用。法兰9与检测容桶4紧固，螺母7将传感器5固定，由传感器5和容桶4分别引线作为与液位变化成比例变化的Cx两极，接于变送器1/4IC1输出端与2/4IC1负输入端之间，变送器电路及变送原理同实施例1。
实施例3测量敞口容器内不导电介质，其传感器11结构如图3所示，由电极管12，电极杆13，螺母14，绝缘垫片15组成，电极杆13依靠螺母14和绝缘垫片15套装于电极管12内，电极管12上开有若干个使介质流入的小孔(图中未示出)。其密封装置6同实施例2；与液位变化成比例变化的Cx一极为电极杆13、一极为电极管12，接于变送器的1/4IC1输出端与2/4IC1负输入端之间，变送器电路和变送原理同实施例1。
实施例4测量密闭容器内的腐蚀性导电介质，低压时与实施例2相同。中高压时密封装置6结构如图5所示，由螺母16、绝缘垫件17、密封盖18、压盖19、盘根20、密封体21、高压法兰22、透镜垫23及密封块24组成，其余部分与实施例2相同。
实施例5，测量密闭容器内的不导电介质，低压时与实施例3相同。中高压时密封装置结构同实施例4中的密封装置相同，其余部分与实施3相同。
权利要求1.一种电容式液位计，具有电容式传感器、变送器和显示器，其特征在于电容式传感器为绝缘导线，变送器由振荡电路、变送电路、检波放大电路组成，振荡电路由四运放集成块1/4IC1及外接电阻R1、R2、R3、外接电容C1组成，电容C1一端接1/4IC1负输入端，变送电路由四运放集成块2/4IC1及外接电阻R4、外接电容C2、C0组成，与液位变化成比例变化的Cx两端分别接于1/4IC1输出端和2/4IC1负输入端，放大电路由四运放集成块3/4IC1及外接电阻R5、R6、可变电阻W2、电容C3组成，2/4IC1的输出端通过二极管D2接3/4IC1的正输入端，3/4IC1输出端接显示器。
2.一种电容式液位计，具有电容式传感器、检测容桶、密封装置、变送器、显示器，其特征在于变送器由振荡电路、变送电路、检波放大电路组成，振荡电路由四运放集成块1/4IC1及外接电阻R1、R2、R3、外接电容C1组成，电容C2一端接1/4IC1负输入端，变送电路由四运放集成块2/4IC1及外接电阻R4、外接电容C2、C0组成，与液位变化成比例变化的Cx两端分别接于1/4IC1输出端和2/4IC1负输入端，放大电路由四运放集成块3/4IC1及外接电阻R5、R6、可变电阻W2、电容C3组成，2/4IC1的输出端通过二极管D2接3/4IC1的正输入端，3/4IC1输出端接显示器。
3.如权利要求2所述的电容式液位计，其特征在于电容式传感器为外边涂覆绝缘材料的金属棒，端部有螺纹。
4.如权利要求2所述的电容式液位计，其特征在于电容式传感器由电极管、电极杆、螺母、绝缘垫片组成，电极杆由螺母和绝缘垫片套装于电极管内，电极管上有使检测介质流入的小孔。
5.如权利要求3或4所述的电容式液位计，其特征在于密封装置由螺母、绝缘板、法兰和绝缘套组成。
6.如权利要求3或4所述的电容式液位计，其特征在于密封装置由螺母、绝缘垫片、密封盖、压盖、盘根、密封件、高压法兰、透镜垫及密封块组成。
专利摘要一种电容式液位计，采用电容式传感器作电极，将与液位成比例变化的电容信号由变送器处理后，将所代表的液位由显示器显示，变送器由振荡电路、变送电路、检波放大电路组成，主要采用一块四运放集成块LM324和外接阻容件组成。具有结构简单，成本低的优点。
文档编号G01F23/26GK2216676SQ9424906
公开日1996年1月3日 申请日期1994年12月31日 优先权日1994年12月31日
发明者王文义 申请人:王文义
技术领域：
本实用新型属于一种液位测量仪器，特别是涉及一种电容式的液位计。
目前的液位仪表，有的结构复杂，造价昂贵、维修困难，不易普及推广，如超声波液位计，有的结构简单，但检测部分系可动部件，因而极易损坏，可靠性差，维修量大，如浮筒式液位计。中国专利CN2042952U公开了一种电容式数字显示液面计，它是将电容式传感器制造成本身具有独立的负电极，测量不受被测介质和容器体是否导电的限制，拓展了应用领域，但它的电容式传感器和变送器的结构复杂，成本偏高。
本实用新型的目的是提供一种结构简单，成本较低的电容式液位计。
其具体方案为对于敞口容器中的常温、无腐蚀性的介质检测，如气柜、水塔液位等，它采用绝缘金属导线作传感器，作为与液位变化成比例变化的Cx的一极，另一极为插入导电介质的金属裸导线或金属容器壁，变送器由振荡电路、变送电路、检波放大电路组成，振荡电路由四运放集成块1/4IC1及外接电阻R1、R2、R3、外接电容C1组成，电容C1一端接1/4IC1负输入端，变送电路由四运放集成块2/4IC1及外接电阻R4、外接电容C2、C0组成，与液位变化成比例变化的Cx两端分别接于1/4IC1输出端和2/4IC1负输入端，放大电路由四运放集成块3/4IC1及外接电阻R5、R6、可变电阻W2、电容C3组成，2/4IC1的输出端通过二极管D2接3/4IC1的正输入端，3/4IC1输出端接显示器。
对于腐蚀性导电介质及非导电介质的检测，它采用电容式传感器置于检测容桶并用密封装置密封的方式，变送器由振荡电路、变送电路、检波放大电路组成，振荡电路由四运放集成块1/4IC1及外接电阻R1、R2、R3、外接电容C1组成，电容C1一端接1/4IC1负输入端，变送电路由四运放集成块2/4IC1及外接电阻R4、外接电容C2、C0组成，与液位变化成比例变化的Cx两端分别接于1/4IC1输出端和2/4IC1负输入端，放大电路由四运放集成块3/4IC1及外接电阻R5、R6、可变电阻W2、电容C3组成，2/4IC1的输出端通过二极管D2接3/4I C1的正输入端，3/4IC1输出端接显示器。
电容式传感器根据所测介质类型可以为外边涂覆绝缘材料的金属棒，也可以为由电极管、电极杆、螺母和绝缘垫片组成的电容式传感器，电极杆由螺母和绝缘垫片套装于电极管内，电极管上有使检测介质流入的小孔。
密封装置根据压力情况，低压时密封装置由螺母、绝缘板、法兰、绝缘套组成；中、高压时，密封装置由螺母、绝缘垫片、密封盖、压盖、盘根、密封体、高压法兰、透镜及密封块组成；本实用新型的电容式传感器和密封装置结构简单，变送器仅由一个四运放集成块及外接阻容件组成，因而成本较低，由于本实用新型的检测部分无可动部件，因而可靠性高，维修方便，且能适应高温、高压、强腐蚀性场合下的各种导电及不导电介质。
以下结合附图并通过实施例进一步说明本实用新型
图1为绝缘金属导线电容式传感器的结构示意图；图2为测量有腐蚀性导电介质的电容式传感器的结构示意图；图3测量不导电介质的电容式传感器的结构示意图；图4为低压下的密封装置结构示意图；图5为中高压下密封装置的结构示意图；图6为测量敞口容器内无腐蚀性导电介质液位的示意图；图7为测量敞口容器内腐蚀性导电介质液位的示意图；图8为测量敞口容器内不导电介质液位的示意图；图9为测量密闭容器内腐蚀性导电介质液位的示意图；图10为测量密闭容器内不导电介质的示意图；图11为变送器的电路原理示意图。
实施例1测量敞口容器内无腐蚀性导电介质如水。用金属绝缘导线1作为电容式传感器并作为Cx的一极，另一极为容器壁2(容器壁为导电体)或一根下悬重锤的金属裸导线3(容器壁不导电)。将两极接于变送器的1/4IC1输出端和1/4IC1负输入端之间。变送器由振荡电路、变送电路、检波放大电路组成，振荡电路由四运放集成块1/4IC1及外接电阻R1、R2、R3、外接电容C1组成，电容C1一端接1/4IC1负输入端，变送电路由四运放集成块2/4IC1及外接电阻R4、外接电容C2、C0组成，与液位变化成比例变化的Cx两端分别接于1/4IC1输出端和2/4IC1负输入端，放大电路由四运放集成块3/4IC1及外接电阻R5、R6、可变电阻W2、电容C3组成，2/4IC1的输出端通过二极管D2接3/4IC1的正输入端，3/4IC1输出端接显示器Rf，显示器可为模拟式也可为数字式，由于Cx随着液位成比例变化，由振荡电路产生振荡信号，将Cx所代表的液位信号输入变送电路，经处理后将与液位高低成比例变化的电压信号送至检波放大电路放大，最后由显示器Rf显示出液位。
实施例2测量敞口容器内腐蚀性导电介质，它有检测容桶4，外面涂覆绝缘材料的金属棒作为电容式传感器5(如图2所示)，密封装置6，密封装置(如图4所示)由螺母7，绝缘板8、法兰9、绝缘套10组成，传感器5套于绝缘板8和法兰9中，传感器5与法兰9通过绝缘套10，螺母7通过绝缘极8而起到绝缘作用。法兰9与检测容桶4紧固，螺母7将传感器5固定，由传感器5和容桶4分别引线作为与液位变化成比例变化的Cx两极，接于变送器1/4IC1输出端与2/4IC1负输入端之间，变送器电路及变送原理同实施例1。
实施例3测量敞口容器内不导电介质，其传感器11结构如图3所示，由电极管12，电极杆13，螺母14，绝缘垫片15组成，电极杆13依靠螺母14和绝缘垫片15套装于电极管12内，电极管12上开有若干个使介质流入的小孔(图中未示出)。其密封装置6同实施例2；与液位变化成比例变化的Cx一极为电极杆13、一极为电极管12，接于变送器的1/4IC1输出端与2/4IC1负输入端之间，变送器电路和变送原理同实施例1。
实施例4测量密闭容器内的腐蚀性导电介质，低压时与实施例2相同。中高压时密封装置6结构如图5所示，由螺母16、绝缘垫件17、密封盖18、压盖19、盘根20、密封体21、高压法兰22、透镜垫23及密封块24组成，其余部分与实施例2相同。
实施例5，测量密闭容器内的不导电介质，低压时与实施例3相同。中高压时密封装置结构同实施例4中的密封装置相同，其余部分与实施3相同。
权利要求1.一种电容式液位计，具有电容式传感器、变送器和显示器，其特征在于电容式传感器为绝缘导线，变送器由振荡电路、变送电路、检波放大电路组成，振荡电路由四运放集成块1/4IC1及外接电阻R1、R2、R3、外接电容C1组成，电容C1一端接1/4IC1负输入端，变送电路由四运放集成块2/4IC1及外接电阻R4、外接电容C2、C0组成，与液位变化成比例变化的Cx两端分别接于1/4IC1输出端和2/4IC1负输入端，放大电路由四运放集成块3/4IC1及外接电阻R5、R6、可变电阻W2、电容C3组成，2/4IC1的输出端通过二极管D2接3/4IC1的正输入端，3/4IC1输出端接显示器。
2.一种电容式液位计，具有电容式传感器、检测容桶、密封装置、变送器、显示器，其特征在于变送器由振荡电路、变送电路、检波放大电路组成，振荡电路由四运放集成块1/4IC1及外接电阻R1、R2、R3、外接电容C1组成，电容C2一端接1/4IC1负输入端，变送电路由四运放集成块2/4IC1及外接电阻R4、外接电容C2、C0组成，与液位变化成比例变化的Cx两端分别接于1/4IC1输出端和2/4IC1负输入端，放大电路由四运放集成块3/4IC1及外接电阻R5、R6、可变电阻W2、电容C3组成，2/4IC1的输出端通过二极管D2接3/4IC1的正输入端，3/4IC1输出端接显示器。
3.如权利要求2所述的电容式液位计，其特征在于电容式传感器为外边涂覆绝缘材料的金属棒，端部有螺纹。
4.如权利要求2所述的电容式液位计，其特征在于电容式传感器由电极管、电极杆、螺母、绝缘垫片组成，电极杆由螺母和绝缘垫片套装于电极管内，电极管上有使检测介质流入的小孔。
5.如权利要求3或4所述的电容式液位计，其特征在于密封装置由螺母、绝缘板、法兰和绝缘套组成。
6.如权利要求3或4所述的电容式液位计，其特征在于密封装置由螺母、绝缘垫片、密封盖、压盖、盘根、密封件、高压法兰、透镜垫及密封块组成。
专利摘要一种电容式液位计，采用电容式传感器作电极，将与液位成比例变化的电容信号由变送器处理后，将所代表的液位由显示器显示，变送器由振荡电路、变送电路、检波放大电路组成，主要采用一块四运放集成块LM324和外接阻容件组成。具有结构简单，成本低的优点。
文档编号G01F23/26GK2216676SQ9424906
公开日1996年1月3日 申请日期1994年12月31日 优先权日1994年12月31日
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