專利名稱：電子步進式含水率傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于一種傳感裝置，特別涉及一種電子步進式含水率傳感器。
目前，石油化工行業中的存儲容器、用于糧食儲備的糧倉，以及各種顆粒、糊狀物質的存儲容器，都要對這些介質進行剖面分層檢測和含水率控制。現有的含水率測試儀所采用的含水率傳感器是由傳感器外罩、安裝在傳感器外罩前端的發射體、固定在外罩末端的封頭及安裝在外罩內且與發射體相連的短波發生器組成。其工作原理是利用發射體和發射體外罩作為二個電極，介質作為短波發生器負載，并在罐體外部安裝機械傳動升降機構，通過鋼絲繩或鋼帶，拉動罐內傳感器作垂直運動以測量不同高度的含水率，并達到測量介質的分層狀態。該傳感器存在的問題是安裝時必須安裝配套的升降機構且安裝復雜、并使運行的可靠性、機械密封性及防爆性能受到影響。而且，由于傳感器的上下移動對被測介質產生擾動，這樣，就存在一定的動態誤差，使測量準確度有誤差。
本實用新型是要提供一種安裝簡便、并確保運行的可靠性、機械密封性及防爆性且沒有動態測量誤差的電子步進式含水率傳感器。
本實用新型有一個上罩，在上罩的底部聯接有傳感器探頭，且傳感器探頭的末端安裝有密封頭，其特殊之處是所說的傳感器探頭由若干個串接的桿狀探頭單元和聯接在相鄰探頭單元之間的密封活節組成，所說的探頭單元由加強支承管、套裝在加強支承管上的階梯狀絕緣體、放置在相鄰絕緣體階梯上且套裝的若干個密封襯管和電極管組成，所說的密封襯管與絕緣體階梯之間的間隙處還放置有密封件，在加強支承管內封注有步進電路和若干個由步進電路控制的含水率測量電路，且相鄰的電極管通過密封襯管依次交替與對應的含水率測量電路的負載端和系統地線相接。
工作時，通過輸入的步進轉換電壓使步進電路工作，同時得到高度脈沖電壓信號，再通過步進電路控制含水率測量電路依次導通，來檢測不同高度對應的含水率，檢測的含水率信號和高度脈沖電壓信號經外接的計算機聯網，得到含水率數值和高度值。
本實用新型的優點是無需機械傳動升降機構，因此，安裝簡便且可確保運行的穩定性、機械的密封性和防爆性。由于傳感器固定安裝在罐體內，不會對介質產生擾動，沒有動態測量誤差，從而確保測量結果的準確度。
圖面說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是本實用新型中相鄰探頭單元的結構示意圖；圖3是本實用新型的電路原理圖；圖4是步進電壓轉換電路的結構圖。
如圖所示，本實用新型有一個由通過螺紋連接的罩蓋1和罩底座6構成的上罩，在上罩內安裝有線路板2，線路板2上裝有具有高度脈沖電壓輸出的步進電壓轉換電路16和對檢測的含水率信號進行處理的信號放大及A/D轉換電路17，并通過接線端子7引出，在上罩上有一個外引線孔4，在外引線孔4內放置有密封膠套3并通過安裝在引線孔上4的鎖緊螺母5緊固，在罩底座6上有一個引出孔6′，在引出孔6上通過螺紋連接有引管9，引管9的上端通過螺紋連接有中部有通孔的上堵8，在引管的下端通過由活節座11A、活節頭11D和活節螺母11B及放置在活節座和活接頭之間的密封墊11C構成的密封活節11接有傳感器探頭12，傳感器探頭的下端通過由密封座14A、密封壓蓋14D和放置在其間的密封墊14C及密封螺母14B構成的密封頭14密封，其中傳感器探頭12的上接頭12A與活接頭11D、下接頭12B與密封座14A之間分別通過螺紋連接，且其間放置有密封圈13。所說的傳感器探頭12由若干個結構相同的桿狀探頭單元12′和聯接在相鄰探頭單元之間的密封活節15組成，所說的密封活節15由活節座15A、活節頭15D和活節螺母15B及放置在活節座15A和活接頭15D之間的密封墊15C構成。所說的桿狀單元12′由加強支承管01、套裝在加強支承管01上的階梯狀絕緣體04、放置在相鄰絕緣體04階梯上且套裝的若干個密封襯管07和電極管06組成，每節電極管06的高度相同并由分層分辨率要求而定，且活節15的高度與電極管06高度相同。所說的密封襯管07與絕緣體04臺階之間的間隙處還放置有由密封圈05和密封墊08構成的密封件，在兩端的絕緣體04的端面為平面且在里側有一個環形臺階04A，在臺階04A上也放置有密封圈13，以使其間密封。在加強支承管01內通過環氧樹脂010封注有線路板09，其引線013引出后通過插頭011、插座012與相鄰探頭單元相應的插座或插頭相接，最上端的探頭單元12′的引線通過插頭、插座與引入引出孔6′的信號線10相接。在線路板09上有步進電路18和分別依次接在步進電路18一個輸出端的若干個短波發生器19，所說的短波發生器19負載端和系統地線由導線02引出加強支承管01后通過彈簧脹圈03壓緊在對應的密封襯管07內表面，以實現依次交替與兩個相鄰的電極管06的電連接。而步進電路18由步進轉換電路16提供二個轉換電壓，在步進電壓轉換電路16中還輸出一個高度脈沖電壓輸出信號H，所說的步進電壓轉換電路16包括由電阻R5、開關管V1、繼電器J1、保護V2二極管及繼電器觸點組成的步進電壓產生電路和由接在觸點J1且由電阻R1～R4、比較器N1組成的高度脈沖電壓產生電路。
上述實施例中，所說的線路板2及裝在線路板2上的步進電壓轉換電路16和信號放大及A/D轉換電路17也可放在該傳感器外，不作為本傳感器的組件。根據實際測量高度，也可不采用引管9及上堵8，而將引出孔6′直接與傳感器探頭12的上接頭12A相連接。
在實際組裝時，傳感器探頭單元12′的數量根據實際測量高度確定。安裝時，將傳感器探頭12放置在容器內，傳感器通過法蘭固定在容器上蓋上，信號線10經引線孔4引出與外接的計算機(單片機)相連。由單片機發出的步進脈沖作為步進指令，當不間斷發出脈沖時，相鄰的兩個電極管06測量信號依次送出。全程測量速度與步進脈沖頻率相同，需觀察某測量高度時，只停步進脈沖即可，如需繼續測量，可接續發步進脈沖。在實際測量中，由于電極管06及絕緣間隙尺寸是固定的。當多單元組合后安裝在容器內，就可以用上面第一節電極管06上端面對應實際容器高度作基準高度值，每發一個步進脈沖，基準值減去兩節電極管高度值。因此，步進脈沖的當量值應是步進脈沖高度量＝兩電極管高度＋絕緣間隙高度。多單元組合時，由于活接15與電極管06高度相同，活節15在實際中參與測量介質，所以不影響整體組合高度及測量值的準確性。
測量粘稠液體、糊狀介質的液位高度是依靠空氣與被測介質信號差值判斷的，在該傳感器的探頭12上套一個靠液體浮力及自重上下浮動的浮球，擦除傳感器探頭12表面，用以提高所測液位的準確性。
權利要求1.一種電子步進式含水率傳感器，包括上罩，在上罩的底部聯接有傳感器探頭，傳感器探頭的末端安裝有密封頭，其特征在于，所說的傳感器探頭由若干個串接的桿狀探頭單元和聯接在相鄰探頭單元之間的密封活節組成，所說的探頭單元由加強支承管、套裝在加強支承管上的階梯狀絕緣體、放置在相鄰絕緣體階梯上且套裝的若干個密封襯管和電極管組成，所說的密封襯管與絕緣體階梯之間的間隙處還放置有密封件，在加強支承管內封注有步進電路和若干個由步進電路控制的含水率測量電路，且相鄰的電極管通過密封襯管依次交替與對應的含水率測量電路的負載端和系統地線相接。
專利摘要一種安裝簡便、確保運行可靠性、機械密封性及防爆性且沒有動態誤差的電子步進式含水率傳感器，其探頭由若干個串接的探頭單元和密封活節組成，探頭單元由加強支承管、套裝在加強支承管上的絕緣體、放置在相鄰絕緣體階梯上的密封襯管和電極管組成，密封襯管兩端放置密封件，在加強支承管內封注步進電路和若干個含水率測量電路，相鄰的電極管依次交替與對應的含水率測量電路和地線相接。
文檔編號G01N27/00GK2354136SQ98251729
公開日1999年12月15日 申請日期1998年12月31日 優先權日1998年12月31日
發明者崔長林, 李寶利, 徐偉 申請人:崔長林