耐高溫高壓分段電容式物位變送器制造技術

本實用新型專利技術涉及一種耐高溫高壓分段電容式物位變送器，包括一電信號處理器及一傳感器，所述的傳感器設有一支底端封閉的管狀剛性絕緣套筒，在管狀剛性絕緣套筒內，緊貼套筒內壁自下而上設有若干節彼此絕緣的管狀電極，每節管狀電極分別通過連接導線與電信號處理器電連接；在管狀剛性絕緣套筒外壁靠近開口端的位置，設有一法蘭狀連接體，法蘭狀連接體與管狀剛性絕緣套筒之間設有密封墊。其結構簡單、可靠，能夠實現容器內多種介質的界面同時測量，并且可以滿足不同的安裝要求，是一種理想的耐高溫高壓分段電容式物位變送器。?（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種用于測量高溫、高壓等容器內物料界面高度的分段電容式物位測量裝置，具體說就是一種耐高溫高壓分段電容式物位變送器，適合于實時測量高溫、高壓等容器內不同物料的界面。
技術介紹
在工業生產中，經常需要對容器內處于高溫、高壓狀態下的介質界面進行實時、連續地監測，以保證工藝流程的安全、連續，例如煉油廠高壓容器內的油水、油氣界面，發電廠鍋爐內的水汽界面等。由于受高達數百攝氏度的高溫及幾十兆帕高壓等極端條件的限制，現有的一些電容式界面測量裝置，例如本專利技術人先前提出的“一種多相物位傳感器”，專利號為02110211. 2等，由于沒有針對性的耐高溫、高壓設計，不能用于這些極端的測量環境中；中國專利200710163870. O提出了一種適應鍋爐汽包內水汽單一界面連續測量的技術方案，但是，其存在以下缺陷(I)、大尺度的金屬測量筒與絕緣護套管在兩端密封固定，由于膨脹系數的差異，一方面密封復雜、困難，另一方面，在溫度變化時極易造成泄漏或者絕緣護套管的損壞。(2)、不能實現多介質界面的測量，例如，容器內裝有水、油和氣體的混合物時。另外，所提供的結構只能通過旁通管路測量，引入到測量筒內的介質與容器內的介質特性易出現差異，測量精度和安裝方式受到限制。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種結構簡單、可靠，能夠實現容器內多種介質的界面同時測量，并且可以滿足不同的安裝要求的耐高溫高壓分段電容式物位變送器。本技術解決以上技術問題所采取的技術方案是一種耐高溫高壓分段電容式物位變送器，包括一電信號處理器及一傳感器，其特征是所述的傳感器設有一支底端封閉的管狀剛性絕緣套筒，在管狀剛性絕緣套筒內，緊貼套筒內壁自下而上設有若干節彼此絕緣的管狀電極，每節管狀電極分別通過連接導線與電信號處理器電連接；在管狀剛性絕緣套筒外壁靠近開口端的位置，設有一起固定、連接及隔離密封作用的法蘭狀或稱圓盤狀連接體，法蘭狀連接體與管狀剛性絕緣套筒之間設有密封墊。管狀剛性絕緣套筒自然劃分為位于封閉端可置于高溫、高壓環境中的測量傳感部分和位于開口端一側的常壓信號處理部分。具體工作時，通過法蘭狀連接體將測量傳感部分置于被測容器內靠近容器壁的位置，或者置于設定的輔助電極內，容器壁或者輔助電極均與電信號處理器電連接，法蘭狀連接體與被測容器或者輔助電極通過螺栓連接或者直接焊接在一起。位于管狀剛性絕緣套筒內側的各節管狀電極與相對應的容器壁分別構成相應的段電容式物位傳感器。本技術所述管狀剛性絕緣套筒外還設有一與管狀剛性絕緣套筒平行的輔助電極，所述輔助電極與電信號處理器電連接。所述的輔助電極可以是適應容器內安裝的多孔柵格狀管筒，也可以是適合容器外測量的底端封閉管筒，在容器外安裝測量時，所述傳感器的管狀剛性絕緣套筒由底端封閉管筒開口處深入底端封閉管筒，通過法蘭狀連接體與底端封閉管筒密封連接在一起，底端封閉管筒側壁設有若干個與被測容器聯通的連通管。但是，在用于測量多個界面時，不適合采用容器外測量方式。所述的管狀剛性絕緣套筒可以由陶瓷材料、玻璃材料或者其它耐高溫、高壓的絕緣材料加工而成，管狀剛性絕緣套筒的內壁和外壁要盡可能地平整、光滑，材料分布、壁厚要均勻；各節管狀電極與相對應的容器壁或者輔助電極之間的結構、距離要保持固定，最好是一致，從而保證各段電容式物位傳感器之間的可比性，減少測量誤差。對于應用于高壓差等極端環境，類似本技術專利所描述的，具有密封要求的，帶有電引出線結構的儀器或者壓力容器，本技術專利還提供了一種具有加強的保護功能的密封殼體。所述的法蘭狀連接體上部設有一桶狀或半球狀結構的密封殼體，一般由金屬材料制成，以保證必需的密封強度，其下部通過焊接或者法蘭連接的方式與法蘭狀連接體密封連接在一起；其上部設有若干個電引出工藝孔，在每個電引出工藝孔上設有相應的與各電引出線電連接的電引出端子，各個電引出端子與相應的電引出工藝孔絕緣密封。所述的電引出端子由導電芯和密封絕緣墊組成。所述的密封殼體內充有絕緣介質，可以提前注入適當壓力的絕緣介質，已形成大于腔外大氣壓力PO的腔內壓力P2，設所述儀器或者壓力容器的工作壓力為P1，這樣就使得原來密封結構需要密封的壓力差由pi-po，轉變為P1-P2，由于P2>P0，因此，通過這樣的措施，減小了第一道密封的壓力，在同樣的密封條件下，可以適應更大壓差的密封或者使得密封更可靠。進一步地，在所述的密封殼體上可以設有一絕緣介質，如空氣，注入口，注入口上可以設相應的壓力表和閥門，從而更方便地監控密封殼體內注入絕緣介質的壓力，優化整體密封的效果。本技術所提出的技術方案帶來的有益效果是第一，將較長尺度的管狀剛性絕緣套筒的兩端固定、密封，改為一端固定、密封，一端呈自由的狀態，減小了密封難度，提高了傳感器的可靠性；同時，消除了高溫高壓條件下，由于溫差導致應力變化，引起管狀剛性絕緣套筒碎裂的問題。第二，在管狀剛性絕緣套筒內，自下而上由若干節相同高度的管狀電極構成的復合結構，可以實現高溫、高壓環境下的多界面，如油水、油氣界面的實時測量，滿足了石油、化工等領域不同用戶的需要，適于耐高溫、高壓等極端環境測量使用。第三，通過引入密封殼體的設計方案，一方面，為原有的密封結構增加了一道安全防線，顯著增加了所述儀器或裝置的密封安全性；另一方面，可以通過控制密封殼體內絕緣介質的壓力，減少原有的密封結構所承受的壓差，提高整體密封的效果。另外，由于可以選測不同的輔助電極，實現容器內或外測量，增加了使用的選擇性和方便性，提高了測量精度。以下結合附圖對本技術作進一步的描述。圖I是本技術的組成結構示意圖。圖2是本技術的管狀剛性絕緣套筒的示意圖。圖3是本技術的管狀電極的示意圖。圖4是本技術的一種輔助電極的示意圖。圖5是本技術的另一種輔助電極的示意圖。圖6是本技術的一種帶有密封殼體的結構示意圖。圖7是本技術密封殼體上的電工藝引出孔及其電引出端子的示意圖。圖中標號是1.電信號處理器，2.傳感器，201.管狀剛性絕緣套筒，202.管狀電極，203.連接導線，204.法蘭狀連接體，205.密封墊，206.密封殼體，206A.電引出工藝孔，206B.電引出端子，206B1.導電芯，206B2.密封絕緣墊，301.多孔柵格狀管筒，302.底端封閉管筒，303.連通管。具體實施方式如圖I所示，本技術一種耐高溫高壓分段電容式物位變送器，用于測量具有高溫、高壓等極端環境的容器內多種物料界面的高度，如容器內的水、油、汽界面等。本實施例包括一電信號處理器I及一傳感器2，所述的傳感器2包括一支一端封閉的管狀剛性絕緣套筒201，如圖2所示。在管狀剛性絕緣套筒201的內，自下而上緊貼內管壁設有若干節高度確定、端面平整、彼此絕緣的管狀電極202，絕緣方式可以通過絕緣墊圈或者空間絕緣;與每節管狀電極分別連接的連接導線203，經過相應管狀電極的內側和管狀剛性絕緣套筒的開口端與電信號處理器I電連接；如圖3所示。在管狀剛性絕緣套筒外壁靠近開口端的位置，設有一起固定、連接及隔離密封作用的法蘭狀連接體204，法蘭狀連接體與管狀剛性絕緣套筒之間設有至少一道密封墊205，如聚四氟乙烯、石墨墊等。這樣將管狀剛性絕緣套筒自然劃分本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種耐高溫高壓分段電容式物位變送器，包括一電信號處理器及一傳感器，其特征是：所述的傳感器設有一支底端封閉的管狀剛性絕緣套筒，在管狀剛性絕緣套筒內，緊貼套筒內壁自下而上設有若干節彼此絕緣的管狀電極，每節管狀電極分別通過連接導線與電信號處理器電連接；在管狀剛性絕緣套筒外壁靠近開口端的位置，設有一起固定、連接及隔離密封作用的法蘭狀連接體，法蘭狀連接體與管狀剛性絕緣套筒之間設有密封墊。

【技術特征摘要】
2012.02.25 CN 201210051698.01.一種耐高溫高壓分段電容式物位變送器，包括一電信號處理器及一傳感器，其特征是所述的傳感器設有一支底端封閉的管狀剛性絕緣套筒，在管狀剛性絕緣套筒內，緊貼套筒內壁自下而上設有若干節彼此絕緣的管狀電極，每節管狀電極分別通過連接導線與電信號處理器電連接；在管狀剛性絕緣套筒外壁靠近開口端的位置，設有一起固定、連接及隔離密封作用的法蘭狀連接體，法蘭狀連接體與管狀剛性絕緣套筒之間設有密封墊。2.根據權利要求I所述的耐高溫高壓分段電容式物位變送器，其特征是所述的管狀剛性絕緣套筒由陶瓷材料構成。3.根據權利要求I所述的耐高溫高壓分段電容式物位變送器，其特征是所述的管狀剛性絕緣套筒由玻璃材料構成。4.根據權利要求I所述的耐高溫高壓分段電容式物位變送器，其特征是所述管狀剛性絕緣套筒外還設有一與管狀剛性絕緣套筒平行的輔助電極，所述輔助電極與電信號處理器電連...

【專利技術屬性】
技術研發人員：程國永，王其明，劉曉軍，
申請(專利權)人：威海海和科技有限責任公司，
類型：實用新型
國別省市：