一种乳化液浓度、液位与温度一体化测量装置

摘要

一种乳化液浓度、液位与温度一体化测量装置，属于测量技术领域，其特征在于是一种将传感器设计成根据电容信号、压差信号与温度信号三种信号分别测量乳化液浓度、液位与温度的三重功能一体化结构的测量装置。该装置解决了现有的测量乳化液浓度、液位与温度装置存在的弊端，可广泛适用于乳化液浓度、液位与温度测量有严格要求的各种重要场合，具有可靠性高、结构紧凑、安装方便、价格便宜等优点。

主权项

一种乳化液浓度、液位与温度一体化测量装置，其特征在于是一种将传感器设计成根据电容信号、压差信号与温度信号三种信号分别测量乳化液浓度、液位与温度的三重功能一体化结构的测量装置，其整套装置由传感器和电路两部分组成，所述的传感器部分由同轴圆柱电容探头外电极（1）、同轴圆柱电容探头内电极顶部（2）、环氧树脂（3）、第一环形密封圈（4）、同轴圆柱电容探头内电极上壳体（5）、同轴圆柱电容探头内电极下壳体（6）、第二环形密封圈（7）、压力敏感器件（8）、压力变送器（9）、电缆（10）、导气管（11）、温度传感器（12）、第三环形密封圈（13）、第四环形密封圈（14）、同轴圆柱电容探头外电极顶盖（15）和聚四氟乙烯涂层（19）组成，其中同轴圆柱电容探头内电极上壳体（5）和同轴圆柱电容探头内电极下壳体（6）构成同轴圆柱电容探头内电极，同轴圆柱电容探头外电极（1）和同轴圆柱电容探头内电极为同轴圆柱形状，均采用不锈钢材质，同轴圆柱电容探头外电极（1）上均匀开有两个直槽口（16），同轴圆柱电容探头外电极（1）的内壁位于直槽口（16）上方带有环状卡台（20），同轴圆柱电容探头内电极顶部（2）与环状卡台（20）之间由第二环形密封圈（7）隔开，将环氧树脂（3）浇注在同轴圆柱电容探头内电极顶部（2）与同轴圆柱电容探头外电极（1）之间的缝隙处，同轴圆柱电容探头内电极上壳体（5）和同轴圆柱电容探头内电极下壳体（6）采用螺纹连接方式连接在一起，压力敏感器件（8）通过第三环形密封圈（13）和第四环形密封圈（14）卡在同轴圆柱电容探头内电极上壳体（5）和同轴圆柱电容探头内电极下壳体（6）之间，并与同轴圆柱电容探头内电极下壳体（6）形成压力腔（17），同轴圆柱电容探头内电极下壳体（6）四周均匀对称开四个导流孔（18），以便乳化液能够顺畅地进入压力腔（17）而对压力敏感器件（8）形成压力，可变电容（21）的一个极为同轴圆柱电容探头外电极（1），另一个极为同轴圆柱电容探头内电极，在同轴圆柱电容探头内电极上壳体（5）外表面、同轴圆柱电容探头内电极下壳体（6）外表面、压力腔（17）四周和导流孔（18）内壁均涂有一层聚四氟乙烯涂层（19）作为同轴圆柱电容探头内外电极之间的绝缘介质，因此可变电容（21）两极之间的介质为聚四氟乙烯涂层（19）和乳化液，当乳化液浓度发生变化时，乳化液的相对介电常数会随之变化，从而导致可变电容（21）的电容值变化；压差式液位传感器由感应和变送两部分组成，感应部分使用一个压力敏感器件（8），压力敏感器件（8）和压力变送器（9）连接在一起，压力变送器（9）安装在同轴圆柱电容探头内电极顶部（2）的上面，将电缆（10）插入同轴圆柱电容探头外电极顶盖（15）中心孔并用密封胶固定，电缆（10）选用专用带有导气管的六芯绝缘电缆，其长度由待测液位深度确定，电缆（10）最外层为聚氯乙烯层，最里边为六芯导线和导气管（11），导气管（11）可以使得压力敏感器件（8）背压直通大气，电缆（10）的其中二芯导线和可变电容（21）的两个电极连接，另外二芯导线和压力变送器（9）连接，其余二芯导线和温度传感器（12）连接，温度传感器（12）紧贴在压力敏感器件（8）上，第一环形密封圈（4）、第二环形密封圈（7）、第三环形密封圈（13）和第四环形密封圈（14）均选用橡胶密封圈，保证同轴圆柱电容探头外电极顶盖（15）、同轴圆柱电容探头外电极（1）、同轴圆柱电容探头内电极顶部（2）、同轴圆柱电容探头内电极上壳体（5）和同轴圆柱电容探头内电极下壳体（6）组装固定后，依靠密封作用，乳化液不会在压力的作用下渗入同轴圆柱电容探头内电极上壳体（5）与压力敏感器件（8）形成的空腔；所述电路部分由单片机（30）、电容电压转换电路（22）、第一低通滤波电路（23）、第一A/D转换电路（24）、第二低通滤波电路（25）、第二A/D转换电路（26）、温度电阻转换电路（27）、温度变送电路（28）及第三A/D转换电路（29）组成，其中可变电容（21）、电容电压转换电路（22）、第一低通滤波电路（23）和第一A/D转换电路（24）组成电容信号测量系统，可变电容（21）的电容信号，经电容电压转换电路（22）转换成电压信号，送至第一低通滤波电路（23）进行滤波处理，通过第一A/D转换电路（24）转换成数字信号送至单片机（30），由单片机（30）通过计算得出乳化液的浓度；压力敏感器件（8）、压力变送器（9）、第二低通滤波电路（25）和第二A/D转换电路（26）组成压差信号测量系统，压力敏感器件（8）输出mV级模拟信号，经压力变送器（9）放大至V级模拟信号，送至第二低通滤波电路（25）进行滤波处理，再由第二A/D转换电路（26）换成数字信号送至单片机（30），由单片机（30）通过计算得出乳化液的液位；温度传感器（12）、温度电阻转换电路（27）、温度变送电路（28）和第三A/D转换电路（29）组成乳化液温度测量系统，温度传感器（12）的温度信号经温度电阻转换电路（27）输出电阻信号，经温度变送电路（28）放大处理，送至第三A/D转换电路（29）转换成数字信号送至单片机（30），测量出乳化液温度。