一种适用高含水率测量范围的同轴电容传感器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种适用高含水率测量范围的同轴电容传感器，包括内电极，内电极是圆柱形，内电极插入环氧树脂材料的内绝缘层内，内绝缘层顶端设有四道O型圈槽和外螺纹，四道O型圈槽内均设有O型圈；内电极外同轴嵌套外电极，外电极是空心圆柱形，外电极与内电极之间设有环形空隙，外电极顶端设有内螺纹，内螺纹与外螺纹螺纹连接，内螺纹下侧设有内密封面，内密封面与对应的两个O型圈密封连接；外电极上端设有连接管，连接管外侧垂直设有法兰盘，连接管底端与对应的另外两个O型圈密封连接。本实用新型专利技术所述的一种适用高含水率测量范围的同轴电容传感器，选用环氧树脂绝缘层作为内电极的绝缘材料，可以清晰地反映高含水原油的含水变化。

A coaxial capacitance sensor suitable for high moisture content measurement range

【技术实现步骤摘要】
一种适用高含水率测量范围的同轴电容传感器
本技术属于自动化仪表领域，尤其是涉及一种适用高含水率测量范围的同轴电容传感器。
技术介绍
同轴线电容传感器常被用于测量原油的含水率，由于不同比例的水和原油混合，其混合液的介电常数也会发生变化，从而导致电容发生变化，同轴线电容传感器通过测量是内外电极之间油水混合物的电容变化可以反映含水的变化。油水混合液体从两个同轴圆柱形电极之间流过，为保证任何时候混合物都不导电，须在外电极内部或内电极外部加装绝缘层，绝缘层电容与待测介质电容形成串联关系，由于纯水、纯油的介电常数差异很大，因此，绝缘介质的电容需远远大于纯水的电容，才能更直接的反映油水混合液的电容变化。实际应用中的同轴电容传感器，绝缘层的材料一般选用聚四氟乙烯等防腐蚀材料，其电容值不大，会对高含水的油水混合物的测量电容带来影响，同时结构不坚固，容易在反复使用中易于损坏。
技术实现思路
有鉴于此，本技术旨在提出一种适用高含水率测量范围的同轴电容传感器，选用一种介电常数高、稳定性好、易加工的环氧树脂绝缘层作为内电极的绝缘材料，增大绝缘介质的电容，使其远远高于纯水情况下电容值，可以清晰地反映高含水原油的含水变化，同时特有的结构设计，也有效提高了传感器的耐用强度。为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：一种适用高含水率测量范围的同轴电容传感器，包括内电极，内电极是圆柱形，内电极插入环氧树脂材料的内绝缘层内，内绝缘层顶端设有四道O型圈槽和外螺纹，四道O型圈槽内均设有O型圈；内电极外同轴嵌套外电极，外电极是空心圆柱形，外电极与内电极之间设有环形空隙，外电极顶端设有内螺纹，内螺纹与外螺纹螺纹连接，内螺纹下侧设有内密封面，内密封面与对应的两个O型圈密封连接；外电极上端设有连接管，连接管外侧垂直设有法兰盘，连接管底端与对应的另外两个O型圈密封连接。进一步的，外电极的外壁上以轴线为中心均匀设有四个条形孔。便于进入传感器内的液体流出。进一步的，内电极顶端设有信号线螺丝孔，连接管顶端设有地线螺丝螺母。内电极的接线从信号线螺丝孔穿出向上连接地线螺丝螺母，最后与上方的电表连接。进一步的，外电极顶端设有端口密封槽，端口密封槽处设有密封圈。密封圈使接口处的密封效果更好。进一步的，环形空隙的长度是180mm，传感器的长度是260mm。进一步的，内电极的外径是10mm，外电极的内径是36.7mm。进一步的，内绝缘层的厚度是1.3mm。相对于现有技术，本技术所述的一种适用高含水率测量范围的同轴电容传感器具有以下优势：本技术所述的一种适用高含水率测量范围的同轴电容传感器，配合使用一种高介电常数的绝缘介质—环氧树脂绝缘层，该介质增大了绝缘介质的电容，可以清晰地反映高含水原油的含水变化，使得同轴电容传感器可以测量0-100％含水率的原油，适用范围进一步拓宽，同时特有的结构设计，也有效提高了传感器的耐用强度。本技术所述的一种适用高含水率测量范围的同轴电容传感器采用耐压密封的连接方式提高了装置使用的安全性。附图说明构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本技术实施例所述的一种适用高含水率测量范围的同轴电容传感器结构示意图；图2为本技术实施例所述的一种适用高含水率测量范围的同轴电容传感器俯视图；图3为本技术实施例所述的一种适用高含水率测量范围的同轴电容传感器剖面图；图4为本技术实施例所述的一种适用高含水率测量范围的同轴电容传感器连接图；图5为本技术实施例所述的一种适用高含水率测量范围的同轴电容传感器中测试电容随混合液介电常数εr的变化曲线图。附图标记说明：1-内电极；2-内绝缘层；3-外电极；4-条形孔；5-O型圈槽；6-地线螺丝螺母；7-法兰盘；8-连接管；9-信号线螺丝孔；10-端口密封槽；11-内密封面。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。如图1-5所示，一种适用高含水率测量范围的同轴电容传感器，包括内电极1，内电极1是圆柱形，内电极1插入环氧树脂材料的内绝缘层2内，内绝缘层2顶端设有四道O型圈槽5和外螺纹，四道O型圈槽5内均设有O型圈；内电极1外同轴嵌套外电极3，外电极3是空心圆柱形，外电极3与内电极1之间设有环形空隙，外电极3顶端设有内螺纹，内螺纹与外螺纹螺纹连接，内螺纹下侧设有内密封面11，内密封面11与对应的两个O型圈密封连接；外电极3上端设有连接管8，连接管8外侧垂直设有法兰盘7，连接管8底端与对应的另外两个O型圈密封连接。如图1-5所示，外电极3的外壁上以轴线为中心均匀设有四个条形孔4。便于进入传感器内的液体流出。如图1-5所示，内电极1顶端设有信号线螺丝孔9，连接管8顶端设有地线螺丝螺母6。内电极1的接线从信号线螺丝孔9穿出向上连接地线螺丝螺母6，最后与上方的电表连接。如图1-5所示，外电极3顶端设有端口密封槽10，端口密封槽10处设有密封圈。密封圈使接口处的密封效果更好。如图1-5所示，环形空隙的长度是180mm，传感器的长度是260mm。如图1-5所示，内电极1的外径是10mm，外电极3的内径是36.7mm。如图1-5所示，内绝缘层2的厚度是1.3mm。在对绝缘介质的性能进行测试时，当绝缘介质的介电常数为2.55和1328时，混合液的测试电容从图4中可以看出，当绝缘介质为介电常数很高的环氧树脂材料时，绝缘介质对测试电容的影响可以忽略不计。同轴传感器的内绝缘层2采用环氧树脂材料，在1KHZ时该材料的相对介电常数可以达到1328。当选用环氧树脂材料作为绝缘介质时，绝缘层电容为：当混合液为纯水时，混合液的测试电容为当混合液为纯油时，混合液的测试电容为绝缘层和混合液电容成串联关系，当绝缘层电容远远大于纯水时测试电容时，对混合液的测试电容影响很小，从而可以清晰地反映原油的含水变化。将环氧树脂材料作为内绝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用高含水率测量范围的同轴电容传感器，其特征在于：包括内电极(1)，所述内电极(1)是圆柱形，所述内电极(1)插入环氧树脂材料的内绝缘层(2)内，所述内绝缘层(2)顶端设有四道O型圈槽(5)和外螺纹，所述四道O型圈槽(5)内均设有O型圈；所述内电极(1)外同轴嵌套外电极(3)，所述外电极(3)是空心圆柱形，所述外电极(3)与所述内电极(1)之间设有环形空隙，所述外电极(3)顶端设有内螺纹，所述内螺纹与所述外螺纹螺纹连接，所述内螺纹下侧设有内密封面(11)，所述内密封面(11)与对应的两个所述O型圈密封连接；所述外电极(3)上端设有连接管(8)，所述连接管(8)外侧垂直设有法兰盘(7)，所述连接管(8)底端与对应的另外两个所述O型圈密封连接。

【技术特征摘要】
1.一种适用高含水率测量范围的同轴电容传感器，其特征在于：包括内电极(1)，所述内电极(1)是圆柱形，所述内电极(1)插入环氧树脂材料的内绝缘层(2)内，所述内绝缘层(2)顶端设有四道O型圈槽(5)和外螺纹，所述四道O型圈槽(5)内均设有O型圈；所述内电极(1)外同轴嵌套外电极(3)，所述外电极(3)是空心圆柱形，所述外电极(3)与所述内电极(1)之间设有环形空隙，所述外电极(3)顶端设有内螺纹，所述内螺纹与所述外螺纹螺纹连接，所述内螺纹下侧设有内密封面(11)，所述内密封面(11)与对应的两个所述O型圈密封连接；所述外电极(3)上端设有连接管(8)，所述连接管(8)外侧垂直设有法兰盘(7)，所述连接管(8)底端与对应的另外两个所述O型圈密封连接。2.根据权利要求1所述的一种适用高含水率测量范围的同轴电容传感器，其特征在于：所述外电极(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙凯，苏锋，方睿，米立飞，徐津民，
申请(专利权)人：大港油田集团有限责任公司，
类型：新型
国别省市：天津,12