專利名稱：一種磁干簧管式液位傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于液體體積、液位測量的傳感器。適用于密度經(jīng)常變化，液面波動大，比較粘稠的液體介質(zhì)。
目前已用于密度經(jīng)常變化，液面波動大，比較粘稠的液體介質(zhì)體積測量的傳感器有CADT綜合錄井儀(美國BAROID公司)和BJQ－B泥漿報警器(四川石油管理局鉆井工藝研究所)均采用浮筒電位器式；TOC綜合錄井儀(法國GEOSRVICES公司)采用的是磁浮子電位器式。上述統(tǒng)歸為浮子電位器式。此類型傳感器其自身結(jié)構(gòu)造成了一些無法解決的問題，如脫輪、打滑、零點漂移、反復(fù)調(diào)整零點和量程、抗波動干擾能力差等缺陷。在現(xiàn)場使用時由于上述原因經(jīng)常出現(xiàn)儀器誤報警、而失去其工作可靠性。
再有，VISULOGGER綜合錄井儀(美國TOTCO公司)用于液體測量的傳感器是磁浮子干簧管式，它克服了浮子電位器式存在的缺陷，適合用于液體體積的測量。但其測量精度為2.5％，不能滿足目前現(xiàn)場應(yīng)用及配備計算機(jī)的二次儀表對傳感器的精度要求。該傳感器浮球的磁性材料使用的環(huán)形磁鐵為一整體，磁力線方向與浮球?qū)Ч芷叫?，使得對浮球?qū)Ч艿拇艌鰪?qiáng)度分布面積大且不均勻，尤其浮球?qū)Ч苤休S線部分的磁場很弱，而磁浮球在工作中其作用區(qū)域為其軸線部分，這就造成了浮球在測量桿上隨液體上下浮動時，導(dǎo)致干簧管的各個吸合力、釋放力不一致，其分壓電阻的分壓比經(jīng)常變化，給測量帶來很大誤差。
本實用新型的目的在于克服上述傳感器的不足，而提供一種用于液體體積、液位測量的磁干簧管式液位傳感器。


圖1、磁干簧管式液位傳感器結(jié)構(gòu)示意圖圖2、浮球結(jié)構(gòu)圖圖3、測量桿結(jié)構(gòu)圖
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明如圖1，測量桿A上套裝有浮球B，測量桿A的上端連接接線盒C，下端連接定位器D。如圖2，浮球B內(nèi)中心軸線上設(shè)有浮球?qū)Ч?，浮球?qū)Ч?的周圍沿軸線均布6－12條磁條3，構(gòu)成組合磁環(huán)，磁力線方向與浮球?qū)Ч?的軸線垂直，組合磁環(huán)的外壁及兩端包圍有鐵磁質(zhì)材料制成的多邊形及平面的磁屏蔽1。磁屏蔽1的外面至浮球殼4間填充發(fā)泡塑料5并被發(fā)泡塑料5固定。浮球外殼4與浮球?qū)Ч?之間密封。如圖3，測量桿A的外護(hù)8內(nèi)設(shè)有線路板護(hù)套10，頂部有密封膠層12，底部有蓋9。線路板護(hù)套10內(nèi)有線路板16，線路板16上設(shè)有信號線13、地線14、電源線15。信號線13與電源線15之間跨接干簧管17，每個干簧管17之間相距L＝5～15mm。信號線13的上端串接有保護(hù)電阻11。電源線15上跨接的每個干簧管17之間間距L相同并分別串接阻值相同的分壓電阻6，下端的電阻為補(bǔ)償電阻7；電源線15的最下端處與地線14連接。信號線13、地線14、電源線15分別通過上端的密封膠層12引出至接線盒。
本實用新型的浮球B內(nèi)磁條3為對稱均布于浮球?qū)Ч?的周圍，由于磁屏蔽1緊貼于磁條3的每個面(除靠浮球?qū)Ч?的面外)，使各個磁條3的磁力線偏離或折向法線而進(jìn)入S極，把磁場強(qiáng)度屏蔽起來。由磁屏蔽1構(gòu)成的套在組合磁環(huán)外的多邊形罩及上下平面的面板把余下的磁力線再進(jìn)行一次屏蔽，使組合磁環(huán)中心區(qū)域的磁場強(qiáng)度最強(qiáng)且分布均勻。浮球B內(nèi)填充的發(fā)泡塑料5起到固定組合磁環(huán)和調(diào)節(jié)浮球B的密度的作用。浮球外殼4及外護(hù)套8由耐腐蝕的、較高強(qiáng)度的非導(dǎo)磁性的材料(如不銹鋼材料或塑料)制成，其表面圓整光滑以避免液體侵入或粘結(jié)在表面上。測量桿內(nèi)串聯(lián)在電源線15下端的補(bǔ)償電阻7的阻值由測量盲區(qū)的大小決定，即浮球在液體中的浮面與浮球?qū)Ч?下端面間的距離，可消除實際應(yīng)用中浮球B內(nèi)組合磁環(huán)到浮球?qū)Ч?底面的這一段不能測到的盲區(qū)，使實測體積與實際體積的一致性更加接近。
實施例現(xiàn)場應(yīng)用時將本實用新型垂直懸置于需測量的液體槽箱中，浮球B在測量桿A上隨液面的升降而上下浮動。當(dāng)接通電源及信號線路后，浮球B所在位置上的測量桿A內(nèi)的干簧管17被磁場作用而吸合，電信號通過被吸合的一組干簧管17最上位置的一個傳輸?shù)叫盘柧€路13并被輸出，從而實現(xiàn)對槽箱中液體體積及液位進(jìn)行傳感監(jiān)測。
由于本實用新型采用組合磁環(huán)使浮球內(nèi)磁場強(qiáng)度增強(qiáng)且均勻，以及干簧管17和補(bǔ)償電阻7的合理配置使整個傳感器測量誤差小于1％，具有較高的測量精度。本實用新型可直接使用也可與配有計算機(jī)的二次儀表配套使用，如這樣可使本實用新型對任何槽箱中的液體的體積或液位的傳感監(jiān)測更加完美。
權(quán)利要求1.一種磁干簧管式液位傳感器，測量桿A上套裝有浮球B，測量桿A的上端連接接線盒C，下端連接定位器D，浮球B內(nèi)中心軸線上設(shè)有浮球?qū)Ч?，浮球B內(nèi)填充發(fā)泡塑料5，浮球外殼4與浮球?qū)Ч?之間密封，測量桿A的外護(hù)套8內(nèi)設(shè)有線路板保護(hù)套10，其頂部有密封膠層12，底部有蓋9，線路板保護(hù)套內(nèi)設(shè)有線路板16，其上設(shè)有信號線13、地線14、電源線15，信號線13與電源線15之間跨接干簧管17，電源線15上跨接的每個干簧管17之間串接有分壓電阻6，下端的電阻為補(bǔ)償電阻7，其最下端處與地線14連接，信號線13的上端串接有保護(hù)電阻11，信號線13、地線14、電源線15分別通過上端的密封膠層12引出至接線盒，其特征在于浮球?qū)Ч?的周圍沿軸向均布6～12條磁條3構(gòu)成組合磁環(huán)，其磁力線方向與浮球?qū)Ч?的軸線垂直，組合磁環(huán)的側(cè)壁及其兩端包圍有鐵磁質(zhì)材料制成的多邊形及平面磁屏蔽1，磁屏蔽1被發(fā)泡塑料5固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁干簧管式液位傳感器，其特征在于每相鄰的干簧管17之間等距L＝5～15mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁干簧管式液位傳感器，其特征在于浮球殼4及外護(hù)套8由不銹鋼或塑料制成。
專利摘要一種磁干簧管式液位傳感器屬于液體體積，液位測量的傳感器。其目的在于克服現(xiàn)有液體體積、液位測量的傳感器，精度不高、脫輪、打滑、零點漂移、反復(fù)調(diào)整零點和量積的不足。本實用新型的主要特征是采用組合磁環(huán)和磁屏蔽構(gòu)成的浮球及測量桿組成，具有較高的測量精度。
文檔編號G01F23/30GK2053749SQ89208769
公開日1990年2月28日 申請日期1989年6月27日 優(yōu)先權(quán)日1989年6月27日
發(fā)明者邢志友, 何強(qiáng), 李莘 申請人:中原石油勘探局鉆井工藝研究所