CN202221329U - 低温液位传感器组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低温液位传感器组件，使用时，其一端位于低温液体内、另一端位于低温液体外，所述传感器组件包括一条支撑杆、数个温度传感器和数条信号传输线；以所述传感器组件使用时所述支撑杆位于低温液体内的一端为下端、位于低温液体外的一端为上端，所述温度传感器由下而上依次分布于所述支撑杆的外表面，所述温度传感器的信号输出端与所述信号传输线的一端一一对应连接，所述信号传输线的另一端由下而上沿所述支撑杆引出。用本实用新型测量低温液体的液位时，信号传输线外接中央处理器，温度传感器会把液体浸泡与否的温差信号通过信号传输线传输给中央处理器，中央处理器可以非常精确地根据温度传感器的位置判断出液位的高低。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种低温液位传感器，尤其涉及一种利用多个温度传感器实现精确测量低温液体液位的低温液位传感器组件。
背景技术
低温液位传感器用于测量低温液体如液氮的液位高度，在低温测试中有着重要的作用，是保证科研试验和工业生产等过程正常进行必不可少的仪器。
目前，用于测量低温液体液位的方法有很多，主要包括热振荡法、超导线法、电阻法、二极管法和电容法等等，如《低温与超导》1996年5月第24卷第二期中关于“锗二极管高分辨率低温液位计”一文，详细描述了锗二极管液位计的结构及工作原理，利用锗二极管导电时在液相和气相中的传热能力的差异变化，引起其正向电压发生变化，从而判断出锗二极管示处于液体内还是液体外，并因此判断液位的高度。又如《导弹与航天运载技术》2008年第6期中关于“低温液位计”一文，描述了串列式电容液位传感器的结构和工作原理，其利用液位变化时电容的介质介电常数发生变化，最终导致液位计输出电容值发生变化的原理来测量液位的高度，与传统电容液位传感器的区别在于将多个小电容排列在一起，减小了液、气两种介质对电容值的影响。再如《微计算机信息》（测控自动化）2007年第23卷第2-1期中关于“低温液位测量装置研究”一文，介绍了利用液位探针、控制探针的步进电机和控制器共同测量液位的方法，利用探针在液体内和液体外的不同的阻抗特性测量液位。
上述所有方法中，均是利用低温液体内、外的导电特性或导热特性或电阻、电容特性的差异来达到判断液位高度的目的，其缺陷在于：由于液体临界面的两侧的上述各特性差异有限，所以无论怎么改变传感器本身，在液位侧测量精度方面都很难有更大的突破。
发明内容
本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种利用多个温度传感器实现精确测量低温液体液位的低温液位传感器组件。
本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：
本实用新型使用时，其一端位于低温液体内、另一端位于低温液体外，本实用新型包括一条支撑杆、数个温度传感器和数条信号传输线；以本实用新型使用时所述支撑杆位于低温液体内的一端为下端、位于低温液体外的一端为上端，所述温度传感器由下而上依次分布于所述支撑杆的外表面，所述温度传感器的信号输出端与所述信号传输线的一端一一对应连接，所述信号传输线的另一端由下而上沿所述支撑杆引出。
本实用新型的原理是利用低温液体介质在气、液两种状态下的温度变化来检测其液位高度。相对于传统的液位检测装置，本实用新型是一个质的突破，因为本实用新型的温度传感器所检测的是低温液体介质在气、液两种状态的临界点两边的温度差异，根据物质气、液转换条件可知，如果为液态，则温度一定低于临界点温度；如果为气态，则温度一定高于临界点温度。所以，根据温度传感器检测到的温度一定可以判断该温度传感器处于介质的液体环境还是气体环境中，而每一个温度传感器的高度是确定的，所以就可以精确地判断出低温液体的液位高度。当然，根据温度传感器的信号进行液位高度的分析和判断是由与本实用新型的数条信号传输线连接的中央处理器来完成的，在电子集成和程序控制高度发达的今天，这不是困难的事情。
进一步，所述支撑杆上与所述温度传感器相对应的位置设置有传感器凹槽，所述温度传感器位于所述传感器凹槽内，这样便于整个组件的管理，也使温度传感器的安装更加简单；所述温度传感器为铂电阻阵列，铂电阻是铂热电阻的简称，它的阻值会随着温度的变化而改变，其变化非常精确，所以其检测结果也非常精确；相邻的所述温度传感器之间的距离为1—20mm，应用中根据实际需要的测量精度来确定。
进一步，所述支撑杆上与所述信号传输线相对应的位置设置有传输线凹槽，所述信号传输线位于所述传输线凹槽内；所有所述信号传输线集中绑扎为一束，由下而上沿所述支撑杆引出。这样便于整个组件的管理，也使信号传输线的安装更加简单。
进一步，所述支撑杆为金属杆，其良好的物理性能使其可以满足很大的温差变化要求。
本实用新型的有益效果在于：
用本实用新型测量低温液体的液位时，信号传输线外接中央处理器，温度传感器会把液体浸泡与否的温差信号通过信号传输线传输给中央处理器，中央处理器可以非常精确地根据温度传感器的位置判断出液位的高低。由于本实用新型是利用低温液体介质在气、液两种状态下必然存在的温度差来判断液位高度，所以其误差相当小，精度很高，是低温液体液位测量领域的一大进步。
附图说明
附图是本实用新型的主视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
如附图所示，本实用新型包括一条支撑杆2、数个温度传感器3和数条信号传输线4；以本实用新型使用时支撑杆2位于低温液体内的一端为下端即图中的下端、位于低温液体外的一端为上端即图中的上端，温度传感器3由下而上依次分布于支撑杆2的外表面，温度传感器3的信号输出端与信号传输线4的一端一一对应连接，信号传输线4的另一端由下而上沿所述支撑杆引出。
如附图所示，支撑杆2上与温度传感器3相对应的位置设置有传感器凹槽（因不好标记，所以图中未示出），温度传感器3位于所述传感器凹槽内，这样便于整个组件的管理，也使温度传感器3的安装更加简单；温度传感器3为铂电阻阵列，铂电阻是铂热电阻的简称，它的阻值会随着温度的变化而改变，其变化非常精确，所以其检测结果也非常精确；相邻的温度传感器3之间的距离为1—20mm，应用中根据实际需要的测量精度来确定。
如附图所示，支撑杆2上与信号传输线4相对应的位置设置有传输线凹槽（因不好标记，所以图中未示出），信号传输线4位于所述传输线凹槽内；所有信号传输线4集中绑扎为一束成为传输线组1，由下而上沿支撑杆2引出。这样便于整个组件的管理，也使信号传输线的安装更加简单。
如附图所示，支撑杆2为金属杆，其良好的物理性能使其可以满足很大的温差变化要求。
结合附图，本实用新型使用时，其下端位于低温液体内、上端位于低温液体外，传输线组1从上端引出，传输线组1中的数条信号传输线4分别与中央处理器（图中未示出）的传感信号输入端一一对应连接。本实用新型的原理是利用低温液体介质在气、液两种状态下的温度变化来检测其液位高度，根据物质气、液转换条件可知，如果为液态，则温度一定低于临界点温度；如果为气态，则温度一定高于临界点温度。所以，根据温度传感器3检测到的温度一定可以判断该温度传感器3处于介质的液体环境还是气体环境中，而每一个温度传感器3的高度是确定的，所以就可以精确地判断出低温液体的液位高度。
Claims (8)
1.一种低温液位传感器组件，使用时，其一端位于低温液体内、另一端位于低温液体外，其特征在于：所述传感器组件包括一条支撑杆、数个温度传感器和数条信号传输线；以所述传感器组件使用时所述支撑杆位于低温液体内的一端为下端、位于低温液体外的一端为上端，所述温度传感器由下而上依次分布于所述支撑杆的外表面，所述温度传感器的信号输出端与所述信号传输线的一端一一对应连接，所述信号传输线的另一端由下而上沿所述支撑杆引出。
2.根据权利要求1所述的低温液位传感器组件，其特征在于：所述支撑杆上与所述温度传感器相对应的位置设置有传感器凹槽，所述温度传感器位于所述传感器凹槽内。
3.根据权利要求1或2所述的低温液位传感器组件，其特征在于：所述温度传感器为铂电阻阵列。
4.根据权利要求3所述的低温液位传感器组件，其特征在于：相邻的所述温度传感器之间的距离为1—20mm。
5.根据权利要求1或2所述的低温液位传感器组件，其特征在于：相邻的所述温度传感器之间的距离为1—20mm。
6.根据权利要求1所述的低温液位传感器组件，其特征在于：所述支撑杆上与所述信号传输线相对应的位置设置有传输线凹槽，所述信号传输线位于所述传输线凹槽内。
7.根据权利要求1或6所述的低温液位传感器组件，其特征在于：所有所述信号传输线集中绑扎为一束，由下而上沿所述支撑杆引出。
8.根据权利要求1、2或6所述的低温液位传感器组件，其特征在于：所述支撑杆为金属杆。
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| TR01 | Transfer of patent right |
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