[实用新型]物位变送器的探头

说明书

本实用新型涉及到一种物位变送器的探头，特别涉及到一种电容式物位变送器的探头。

在现有电容式物位变送器探头中，对于测量高度高，或者是变送器周围存在有害及易燃、易爆气体的应用场合，变送器变送模块与探头会采用分体安装，就需要把探头与变送模块之间用电缆连接，而该连接电缆的分布电容很大，其分布电容易受温度变化影响，这个变化的电缆分布电容与物料介质电容叠加在一起会引起很大的输出信号误差。对于物料介质的介电常数较小的应用场合，介质与探头及金属容器之间形成的电容较小，从变送模块的输出端到探头的测量上限之间分布的电容相对很大，在这一段上分布的电容易受到温度变化影响，这变化的分布电容与物料介质电容叠加在一起也会产生很大的输出信号误差。

当在用于测量一些具有粘稠、易结垢的介质时，运行时间一长，挂料的逐步加厚、结垢将探头上端及容器上壁整个覆盖，使挂料将探头与容器上壁连成一体，形成满挂料状态，此时探头的接地层将扩展至整个挂料层，使有效电容扩展到挂料顶端，从而将变送器内变送模块中振荡电压拖垮，使输出信号产生很大误差。

本实用新型的目的为提供一种能消除温差对测量电容影响，同时能消除满挂料状态电容影响的物位变送器的探头。

本实用新型是这样实现的：包括有：探头接头、中心探头，探头接头与中心探头之间实现可拆卸连接，探头接头的另一端设置紧固件，在中心探头与探头接头连接段部份以及整个探头接头从里至外依次包覆有中心绝缘层与金属接地层，在上述的中心绝缘层与金属接地层之间还设有金属屏蔽层与屏蔽绝缘层，所述的两层也从里至外依次包覆中心绝缘层。

中心探头的金属屏蔽层末端设有屏蔽层封闭机构，其结构如下：封闭螺母环套于中心探头上，封闭螺母的头部与金属屏蔽层连接，封闭螺母的螺纹段与封闭螺帽螺纹连接，在封闭螺母、封闭螺帽与中心探头之间设置非金属封闭隔离层。

在中心探头的未端还设置有重锤机构，一重锤与之相连，重锤机构的结构如下：重锤螺帽环套于中心探头上，重锤螺母封闭中心探头的未端并与重锤螺帽螺纹连接，重锤螺母、重锤螺帽与中心探头之间设置有非金属重锤隔离层。

由于该种探头在原先的中心绝缘层与金属接地层之间设置了金属屏蔽层，且在金属屏蔽层与金属接地层之间设置了屏蔽绝缘层，所以从测量上限至变送器模块输出端之间即屏蔽层封闭机构部位至探头接头为止，均具有信号屏蔽效果。如在变送器模块中的电桥电路中引出一个放大器，该放大器的输出端与探头金属屏蔽层通过电缆屏蔽层相连接，中心探头通过电缆中心线接放大器输入端，金属接地层与地线相连接，该放大器的增益为“1”，输出信号与输入信号等电位，等相位，同频率，但又相互隔离。所以无论是探头上的金属屏蔽层与中心探头之间，还是电缆的屏蔽层与电缆中心线之间均存在上述关系，且两者之间没有电流流过，即没有电流从中心探头漏出来，相当于两者之间没有电容或电容等于零。虽然金属屏蔽层与金属接地层有电流流过，但这一电流不被测量，因此：探头及电缆的温度效应就不会产生影响。

同理，由于引入一放大器，使得中心探头与金属屏蔽层存在上述关系，因此当测量介质将探头与容器上壁连成一体，形成满挂料状态下，中心探头与金属屏蔽层之间虽有挂料层存在，但它们之间没有电流流过，而金属屏蔽层与容器壁(接地层)虽有电流流过，但这一电流不被测量，所以在满挂料状态下，也不会对变送器输出信号产生影响。

屏蔽层封闭机构是将金属屏蔽层的末端封闭，以防止物料介质，特别具有一定压力的物料介质进入探头内部。重锤机构的作用既有封闭探头末端作用，又有连接重锤作用。

图1为本实用新型的一种实施例的结构示意图。

图2为本实用新型的另一种实施例的结构示意图。

以下结合实施例对本实用新型作进一步描述。

图1所示为一个刚性探头。探头接头2与中心探头11之间螺纹连接。中心探头与探头接头的连接段部份以及整个探头接头从里至外依次包覆有中心绝缘层1、金属屏蔽层3、屏蔽绝缘层4、金属接地层5。在上述中心探头与探头接头的接头处，在此接头处的外围金属屏蔽层与中心绝缘层之间设置接头密封套6与接头密封盖7，两者对接且均为非金属材料。中心探头的金属屏蔽层末端设有屏蔽层封闭机构，其结构如下：封闭螺母8环套于中心探头上，封闭螺母的头部与金属屏蔽层连接，封闭螺母的螺纹段与封闭螺帽10螺纹连接，在封闭螺母、封闭螺帽与中心探头之间设置非金属封闭隔离层9。

图2所示为一柔性探头，因柔性探头在其末端必须悬挂一重锤16，所以在中心探头的未端还设置有重锤机构并与重锤16相连，重锤机构的结构如下：重锤螺帽14环套于中心探头上，重锤螺母15封闭中心探头的未端并与重锤螺帽螺纹连接，重锤螺母的另一端设置螺纹孔，重锤通过该孔与之螺纹连接，重锤螺母、重锤螺帽与中心探头之间设置有非金属重锤隔离层12，重锤隔离层与探头之间还设置有金属环13，该金属环焊接于中心探头上且被重锤隔离层12包覆。