[实用新型]投入式静压液位变送器

说明书

本实用新型是一种可对液位进行检测和计量的电子仪器类产品，可广泛应用于大坝、水电站、水库、化工等场所。

该类产品主要原理是通过液体对其传感器膜片感受的压力大小变化(液位的深浅变化)这一非电量，使其按一定规律转换成便于传输和处理的电量，再通过采集电量的变化，实现对液位的检测和计量。根据这一原理，目前市售同类产品主要是由传感器，传感器控制电路，通大气的传感器背压导气管及封装壳体构成。其中装有传感器控制电路的线路板置于壳体的中部，传感器置于壳体的下部，壳体上设有一贯通的进压孔。这种设计由于未能排除传感器背压导气管因环境温度变化而引起的导气管内的结露，结露后的潮气和水滴影响精度或输出漂移，使得该产品平均寿命很短，致使传感器和线路板受潮而无法正常工作。另传感器设置在整机的下部，当拧开底盖时，极易损坏传感器的膜片。同时整个产品壳体采用整体结构，其上端套一橡胶上套，下端装一进压头，仅设一道密封防线，密封效果较差。其次进压孔最大直径为φ3.6mm，易被泥沙堵塞。再则这类产品的硅传感器控制电路中未采取调整变送器零点和满量程的设置，无法保证变送器精度的调整。因此尽管该产品以方便简便，成本低，精度高吸引众多用户，但在恶劣环境或要求长期可靠性的应用中，几乎极少使用。

本实用新型的目的在于提供一种密封性能好，不受背压导气管结露影响、变送器精度可调整、进压孔不易被泥沙堵塞、便于清洗的、工作性能稳定可靠并具有冷凝探测功能的投入式静压液位变送器。

本实用新型的工作原理与现同类产品相类似，即

P＝ρgh+Pe            (1)

其中，ρ为被测液体密度，g为当地重力加速度，h为该液位到液面的深度距离。Pe为液面上方压力减去一个所处环境的大气压，当Pe＝0时，证明液面上方和大气相通。因此在测量水库、水池和工业敞口容器中，h＝P/0.0989ρ。

当将本实用新型投入盛满液体的容器中或水库、水井、油罐等处，并按正确位置安装后，液体增、减时其液位将产生变化，即有压强P作用，这一作用可通过传感器内膜片变形感应，将压力变化传递到传感器控制电路中惠斯登电桥I的硅片上，此时桥路中应变电阻发生变化，从而破坏了电桥的平衡状态，传感器输出一电压差信号

ΔV＝K₁P     (2)其中，K₁为比例系数。

当ΔV信号经电子线路处理后输出4～20mA电流信号，

I₀＝4+K₂ΔV  (3)其中，K₂为比例系数，

将式(1)、式(2)代入式(3)可得：

I₀＝4+K₁K₂ρghmA

当处于某地点g为常数、ρ为常数时，输出电流I₀将以上式与液位高度h成正比例关系，本实用新型恰是通过采集电量的变化经换算后对液位进行检测和计算。

本实用新型仍主要由传感器、传感器控制电路、通大气的传感器背压导气管及封装壳体构成，壳体上也设有一贯通的进压孔。但特征在于壳体内实施了背压导气管的导流设置，该设置包括有接管14，背压导气短管26，橡胶密封叉头27及导水管28。其连接为，接管14的一端与电缆18中的背压导气管15连接，另一端与密封叉头27连接，密封叉头27的下端与导水管28的上端连接，导水管28的下端通向壳体积液腔内，密封叉头27的上端还连接一通大气的背压导气短管26。

本实用新型的结构设计特征在于，它将壳体设计为上壳16，中壳7及下壳1三部分，另包括与上壳配套的上套17，这四部分相互之间均采用常规技术进行密封连接。其中上套17顶部开一孔，穿出内含有传感器背压导气管15的电缆18，中壳7中部空腔内密封装入传感器10，并与贯穿壳体中部的引压孔9成垂直方向配置。进压孔9的孔径可在φ10～20mm间选择。中壳7下端空腔内还设置有变送器控制电路和结露探测电路所用的线路板组件29，下壳内设有积液盒34。

本实用新型壳体内部腔内各主要部件间均采用常规技术密封并固定。如：采用常规技术处理上套17中穿过的电缆18与其相互间的密封及固定问题；采用常规密封技术处理上壳15中穿过的电缆18与其相互间的密封及固定问题；采用常规技术密封固定在中壳7下部腔内的线路板组件29，并采用常规技术固定穿过中壳腔体、插入下腔腔内的导水管28，并使其与其他部件间密封。