电容性液压传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电容性液压传感器；属于液压传感器技术领域；其技术要点包括管体和信号变送器，信号变送器与外部信号采集仪器连接，所述管体与待测溶液的流通管道或容器相连通，其中所述管体与待测溶液的流通管道或容器相连通的一端连接有控制阀，在管体外围设有带观察窗口的管体保护套，在管体自由端设有密封件，在管体保护套内设有集成单总线温度传感器，集成单总线温度传感器与外部信号采集仪器连接；所述信号变送器主要由平行板电容器和555计时器组成，平行板电容器设置在管体保护套内；本实用新型专利技术旨在提供一种结构合理，可实现高精度及高分辨率的电容性液压传感器；用于液位和液压检测，尤其用于高精度微小液压变化检测。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种电容性液压传感器；属于液压传感器
；其技术要点包括管体和信号变送器，信号变送器与外部信号采集仪器连接，所述管体与待测溶液的流通管道或容器相连通，其中所述管体与待测溶液的流通管道或容器相连通的一端连接有控制阀，在管体外围设有带观察窗口的管体保护套，在管体自由端设有密封件，在管体保护套内设有集成单总线温度传感器，集成单总线温度传感器与外部信号采集仪器连接；所述信号变送器主要由平行板电容器和555计时器组成，平行板电容器设置在管体保护套内；本技术旨在提供一种结构合理，可实现高精度及高分辨率的电容性液压传感器；用于液位和液压检测，尤其用于高精度微小液压变化检测。【专利说明】电容性液压传感器
本技术涉及一种传感器，更具体地说，尤其涉及一种电容性液压传感器。
技术介绍
压力传感器是工业现场最为常用的传感器之一，广泛应用于水利水电、生产自控、航空航天、军工、石化、油井各种工业控制环境。电容式压力传感器是利用电容敏感元件，将被测压力转换成与之成一定关系的电量输出的压力传感器，具有温度稳定性好，结构简单、适应性强、动态响应好，以及可以实现非接触测量、具有平均效应等优点。但是传统的电容性传感器的实施方法是将电容的改变转化成电压信号，需经过信号的放大、滤波以及AD转换等诸多信号调理环节，其测量精度、分辨率和灵敏度受到影响，使电容性传感器的应用受到一定程度的制约。事实上电容式压力传感器可直接经由电容-频率转换输出频率信号，降低了信号调理的难度且提高了其抗干扰能力，从而可实现高精度、高分辨率的压力测量。
技术实现思路
本技术的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种结构合理，可实现高精度及高分辨率的电容性液压传感器。本技术的技术方案是这样实现的:一种电容性液压传感器，包括管体和信号变送器，信号变送器与外部信号采集仪器连接，所述管体与待测溶液的流通管道或容器相连通，其中所述管体与待测溶液的流通管道或容器相连通的一端连接有控制阀，在管体外围设有带观察窗口的管体保护套，在管体自由端设有密封件，在管体保护套内设有集成单总线温度传感器，集成单总线温度传感器与外部信号采集仪器连接；所述信号变送器主要由平行板电容器和555计时器组成，平行板电容器设置在管体保护套内。上述的电容性液压传感器中，所述管体与待测溶液的流通管道或容器之间通过管道连接件导通。上述的电容性液压传感器中，所述密封件为螺纹密封件，在螺纹密封件上设有接线端子，所述平行板电容器和集成单总线温度传感器通过接线端子与外部信号采集仪器连接。上述的电容性液压传感器中，所述的集成单总线温度传感器设置在管体内顶部的密封件端面上。上述的电容性液压传感器中，所述平行板电容器固定在管体内顶部的密封件端面上。上述的电容性液压传感器中，所述平行板电容器固定在管体与管体保护套之间的密封件上。本技术采用上述结构后，具有下述的优点:(I)通过管体、控制阀和密封件，巧妙地将气体引入传感器作为液压测量的间接对象，有效地克服了活塞结构与浮子结构所存在的缺点。由于封闭气体与待测液体连通，当液体压强发生变化时，封闭在传感器内部的气体体积随之发生变化，从而使得平行板电容器的电容量随之变化，而且具有灵敏度高的特点。(2)充分考虑到了气体压强的变化规律，依据气体热力学定律设置了温度参数的测量传感器，以保证数据测试的准确性。(3)传感器结构简单，易于安装与调试。(4)动态性能表现突出。不仅可以测量液体的静态液压，而且由于高灵敏度和高分辨率使其得在微小的液压波动测试方面有出色的表现，在微小液压变化量测量应用领域具有绝对的优势。(5)通过管体密封套的设置，实现非接触式测量。完成对具有腐蚀性或其他不宜直接接触的液体压强的监测。本技术的传感器，充分利用平行板电容器的特性和气体的热力学理论，并巧妙地将其与555定时器结合构成多谐振荡器，简化了信号调理的环节，确保了高分辨率、高精度和灵敏度，提高了抗干扰性。可广泛应用于液位测量、液压测量，尤其是在微小液压测量领域具有独特的优势。【专利附图】【附图说明】下面结合附图中的实施例对本技术作进一步的详细说明，但并不构成对本技术的任何限制。图1是本技术实施例1的结构示意图；图2是本技术信号变送器2的电路结构图；图3是本技术实施例1的使用示意参考图；图4是本技术实施例2的结构示意图。图中:管体1、信号变送器2、平行板电容器2a、555计时器2b、控制阀3、管体保护套4、密封件5、接线端子5a、集成单总线温度传感器6、管道连接件7、定标装置8。【具体实施方式】实施例1参阅图1所示，本技术的一种电容性液压传感器，包括管体I和信号变送器2，信号变送器2与外部信号采集仪器连接，所述管体I与待测溶液的流通管道或容器相连通，在管体I与待测溶液的流通管道或容器相连通的一端连接有控制阀3，管体I与待测溶液的流通管道或容器之间通过管道连接件7导通。在管体I外围设有带观察窗口的管体保护套4，在管体I自由端设有密封件5，在管体保护套4内设有集成单总线温度传感器6，集成单总线温度传感器6与外部信号采集仪器连接，优选的，所述的集成单总线温度传感器6设置在管体I内顶部的密封件5端面上；所述信号变送器2主要由平行板电容器2a和555计时器2b组成，具体地，参阅图2所示，信号变送器2由555定时器2b、电阻R1、电阻R2、旁路电容C2和平行板电容器2a组成，Jl为电路的电源接口，J2为频率信号输出接口，平行板电容器2a设置在管体保护套4内。本技术巧妙地使用平行板电容器2a与555定时器2b构成多谐振荡器，即信号变送器2，可以进一步地将电容值的变化放大到107数量级以上，极大的提高了测量的分辨率和测量精度。同时，由于信号处理方式采用了电容-频率的转换方式，输出量为与液压对应的频率信号，使得信号处理方法简单高效且抗干扰能力强，避免了模拟信号处理方式在放大、滤波以及噪声干扰等环节上存在的不足。在本实施例中，为保证密封件5与管体I之间连接稳固、紧密，密封件5优选结构为螺纹密封件，在螺纹密封件上设有接线端子5a，所述平行板电容器2a和集成单总线温度传感器6通过接线端子5a与外部信号采集仪器连接。这种结构可以方便接线。进一步地，本实施例中，所述平行板电容器2a固定在管体I内顶部的密封件5端面上。这种结构的传感器，可以用于测量一般的液体，无法测量具有腐蚀性或其它平行板电容器2a不宜直接接触的液体。参阅图3所示，具体使用时，按照下列步骤将传感器与待测容器或管道完成安装和测量:步骤1:安装管体I前，将控制阀3打开使大气进入管体I后关闭，再竖直安装至待测容器或管道上。步骤2:利用信号采集系统采集集成单总线温度传感器6内部温度，对初始压强进行标定。步骤3:将控制阀3打开，待测液体进入管体1，此时由于平行板电容器2a极板间的介电常数发生变化而导致其电容值发生变化，从而信号变送器2的输出信号频率亦随之变化。步骤4:信号采集系统采集上述频率信号和管体I内部封闭气体的温度，并进行数据计算完成液压测量。另外，为实现仪器的定标，将管体I与定标装置8安装在两端封闭的管道上。通过定标装置按照一定增量逐渐施加压强，进行标定实验完成定标操作。实施例2参本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容性液压传感器，包括管体（1）和信号变送器（2），信号变送器（2）与外部信号采集仪器连接，所述管体（1）与待测溶液的流通管道或容器相连通，其特征在于，所述管体（1）与待测溶液的流通管道或容器相连通的一端连接有控制阀（3），在管体（1）外围设有带观察窗口的管体保护套（4），在管体（1）自由端设有密封件（5），在管体保护套（4）内设有集成单总线温度传感器（6），集成单总线温度传感器（6）与外部信号采集仪器连接；所述信号变送器（2）主要由平行板电容器（2a）和555计时器（2b）组成，平行板电容器（2a）设置在管体保护套（4）内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋跃文，
申请(专利权)人：嘉应学院，
类型：实用新型
国别省市：