專利名稱：分段加熱式熱電偶液位傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于傳感器技術(shù)和熱工參數(shù)測(cè)量領(lǐng)域，涉及一種加熱式熱電偶液位傳感器，用于容器或儲(chǔ)液池內(nèi)液體液位的測(cè)量。
背景技術(shù)：
目前，壓水堆核電站的壓力容器和火力發(fā)電廠的高溫、高壓鍋爐或儲(chǔ)液池這類高可靠性要求的場(chǎng)合使用的液位傳感器，大多采用差壓式液位計(jì)、浮子液位計(jì)、磁性液位計(jì)以及透明玻璃管(板)等液位計(jì)，這些液位計(jì)中有些屬于間接測(cè)量，有些可靠性不高，有些使用壽命較短。而這些高可靠性要求的場(chǎng)合中液位測(cè)量的可靠性直接關(guān)系到生產(chǎn)設(shè)備的安全和人身安全，所以迫切需要一種高可靠性的能直接測(cè)量承壓容器液位的設(shè)備。另外，已有的熱端加熱式熱電偶液位計(jì)由于探測(cè)棒外表面容易形成液膜，易受液滴飛濺影響，其后果是， ①嚴(yán)重影響了其對(duì)周圍介質(zhì)變化的響應(yīng)速度，造成測(cè)量結(jié)果落后于實(shí)際液位，即慣性大；② 液滴的飛濺嚴(yán)重干擾其對(duì)液位的準(zhǔn)確測(cè)定，造成虛假液位信號(hào)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠、慣性小和抗虛假液位信號(hào)能力強(qiáng)的分段加熱式熱電偶液位傳感器，使其能直接、準(zhǔn)確地測(cè)量出容器內(nèi)的液位，因此能使用在核場(chǎng)等高可靠性要求的場(chǎng)合中。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為分段加熱式熱電偶液位傳感器，其特征在于包括熱端堵頭、冷端封裝管、數(shù)段加熱絲、數(shù)個(gè)差分熱電偶和絕緣材料與鎧裝套管，每個(gè)差分熱電偶的一個(gè)結(jié)點(diǎn)位于每段加熱絲的中間位置，另一個(gè)結(jié)點(diǎn)距每段加熱絲一定的距離，數(shù)段加熱絲、數(shù)個(gè)差分熱電偶和絕緣材料鎧裝在鎧裝套管內(nèi)，鎧裝套管的測(cè)量端焊有熱端堵頭，另一端為冷端封裝管。所述的鎧裝套管軸向加熱段之間設(shè)置液膜阻斷罩。所述的鎧裝套管加熱段的表面設(shè)置溝槽。所述的鎧裝套管加熱段的表面設(shè)置的溝槽為三角形溝槽。所述的鎧裝套管加熱段外設(shè)置防濺罩。熱電偶液位傳感器利用汽/氣體與液體在傳熱性能方面的明顯差異，借助于差分熱電偶輸出熱電勢(shì)E的高電平與低電平來判別其位置處于液體之中，還是處于汽/氣體之中，當(dāng)液體浸沒傳感器的加熱段時(shí)，差分熱電偶輸出的熱電勢(shì)E為低電平，當(dāng)液體脫離傳感器加熱段時(shí)即傳感器加熱段處于汽/氣體中，差分熱電偶輸出的熱電勢(shì)E為高電平。上述分段加熱式熱電偶液位傳感器沿軸向位置布有數(shù)個(gè)一定長(zhǎng)度的加熱絲和連接導(dǎo)體，以及對(duì)應(yīng)數(shù)量的差分熱電偶，當(dāng)液位浸沒不同軸向高度上的加熱絲時(shí)，對(duì)應(yīng)位置上的差分熱電偶就有不同的熱電勢(shì)E輸出，若沿軸向有三段加熱絲和連接導(dǎo)體浸沒在液體中，那么就會(huì)有三個(gè)差分熱電偶輸出低熱電勢(shì)E，則最大的液位就是3倍的加熱絲+連接導(dǎo)體長(zhǎng)度，所以借助于差分熱電偶輸出的電平E，便能測(cè)定液位的高低。[0012]由于本實(shí)用新型利用軸向分段加熱的方式能有效地增加沿鎧裝套管表面軸向溫度分布的不均勻性，即沿鎧裝套管表面，軸向溫度形成N個(gè)高-低區(qū)域，增加了溫差測(cè)量的靈敏度，從而提高了液位測(cè)量的可靠性。由于鎧裝套管的表面溝槽能有效地減薄液膜厚度和增大其散熱面積，有效地縮短了測(cè)量響應(yīng)時(shí)間，即慣性??；防濺罩能有效防止液滴飛濺到敏感的測(cè)量壁表面，液膜阻斷罩能有效地阻斷由上而下沿套管表面流下的液體，減薄了液膜厚度，從而兩者能有效防止虛假液位信號(hào)的干擾，達(dá)到準(zhǔn)確地測(cè)定液位。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例鎧裝套管的剖面圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖1、2所示，一種高可靠性場(chǎng)合使用的分段熱端加熱式熱電偶液位傳感器，由熱端堵頭1、絕緣材料2、底部測(cè)溫?zé)犭娕?、帶表面三角溝槽鎧裝套管4、N對(duì)差分熱電偶5、 液膜阻斷罩6、N段導(dǎo)體7、N段加熱絲8、多孔防濺罩9、冷端封裝管10組成。連接導(dǎo)體7和加熱絲8有4段，差分熱電偶5有4對(duì)，兩個(gè)結(jié)點(diǎn)相距25mm，分別位于連接導(dǎo)體7和加熱絲8的中間位置，并與連接導(dǎo)體7和加熱絲8電絕緣；絕緣材料2為高純度的MgO。底部測(cè)溫?zé)犭娕?、4對(duì)差分熱電偶5、4段導(dǎo)體7、4段加熱絲8、絕緣材料2與鎧裝套管4鎧裝在一起。再在一端焊接熱端堵頭1，另一端連接冷端封裝管10。鎧裝套管4外表面對(duì)應(yīng)軸向加熱段位置設(shè)置液膜阻斷罩6，有效地阻斷了由上而下沿套管表面流下的液體，能減薄套管表面的液膜厚度。鎧裝套管的表面設(shè)置溝槽41，一是能有效地減薄液膜的厚度，二是能有效地增加加熱段的散熱面積，其結(jié)果是，它強(qiáng)化了傳熱效果，有效地提高了熱端表面響應(yīng)周圍介質(zhì)狀態(tài)變化的速度，即減小了響應(yīng)時(shí)間。多孔防濺罩9上面開有許多平衡通氣的小孔91，多孔防濺罩9能有效地防止液體的飛濺液滴濺到熱端處而影響傳熱效果，兩者能有效地防止虛假液位的干擾，從而達(dá)到液位的準(zhǔn)確測(cè)量。
權(quán)利要求1.分段加熱式熱電偶液位傳感器，其特征在于包括熱端堵頭、冷端封裝管、數(shù)段加熱絲、數(shù)個(gè)差分熱電偶和絕緣材料與鎧裝套管，每個(gè)差分熱電偶的一個(gè)結(jié)點(diǎn)位于每段加熱絲的中間位置，另一個(gè)結(jié)點(diǎn)距每段加熱絲一定的距離，數(shù)段加熱絲、數(shù)個(gè)差分熱電偶和絕緣材料鎧裝在鎧裝套管內(nèi)，鎧裝套管的測(cè)量端焊有熱端堵頭，另一端為冷端封裝管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分段加熱式熱電偶液位傳感器，其特征在于所述的鎧裝套管軸向加熱段之間設(shè)置液膜阻斷罩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分段加熱式熱電偶液位傳感器，其特征在于所述的鎧裝套管加熱段的表面設(shè)置溝槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分段加熱式熱電偶液位傳感器，其特征在于所述的鎧裝套管加熱段的表面設(shè)置的溝槽為三角形溝槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的分段加熱式熱電偶液位傳感器，其特征在于所述的鎧裝套管加熱段外設(shè)置防濺罩。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分段加熱式熱電偶液位傳感器，其特征在于所述的鎧裝套管加熱段外設(shè)置防濺罩。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分段加熱式熱電偶液位傳感器，其特征在于所述的防濺罩上開設(shè)小孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的分段加熱式熱電偶液位傳感器，其特征在于所述的防濺罩上開設(shè)小孔。
專利摘要分段加熱式熱電偶液位傳感器，包括熱端堵頭、冷端封裝管、數(shù)段加熱絲、數(shù)個(gè)差分熱電偶和絕緣材料與鎧裝套管，每個(gè)差分熱電偶的一個(gè)結(jié)點(diǎn)位于每段加熱絲的中間位置，另一個(gè)結(jié)點(diǎn)距每段加熱絲一定的距離，數(shù)段加熱絲、數(shù)個(gè)差分熱電偶和絕緣材料鎧裝在鎧裝套管內(nèi)，鎧裝套管的測(cè)量端焊有熱端堵頭，另一端為冷端封裝管，鎧裝套管加熱段的表面設(shè)置溝槽。由于軸向分段加熱能有效地增加沿鎧裝套管表面軸向溫度分布的不均勻性，增加了溫差測(cè)量的靈敏度，從而提高了液位測(cè)量的可靠性。
文檔編號(hào)G01F23/22GK202166457SQ201120083289
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月26日
發(fā)明者孫炯 申請(qǐng)人:寧波奧崎自動(dòng)化儀表設(shè)備有限公司