專利名稱：?；愤\(yùn)輸罐箱智能安全檢測用液位變送器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種變送器，特別適涉及一種?；愤\(yùn)輸罐箱智能安 全檢測用液位變送器。
背景技術(shù)：
目前，?；访荛]運(yùn)輸罐箱內(nèi)的氣體液面高度一般采用浮子機(jī)械式測 試表頭進(jìn)行測量。其測量原理為在運(yùn)輸罐箱的后端面中央位置安裝一懸 臂浮子，此懸臂浮子浮于罐箱液面上，等液面發(fā)生變化時，浮子使得懸臂 繞其軸轉(zhuǎn)動，懸臂軸轉(zhuǎn)過的角度通過齒輪機(jī)構(gòu)傳遞，最后將反映液面高度 的信息，在儀表盤上以刻度形式示出。這種機(jī)械式罐箱液位測量方法，其 誤差都在1%以上，而且，無法實(shí)現(xiàn)信息傳遞，不能給出標(biāo)準(zhǔn)的測量信號， 達(dá)不到智能安全檢測的目的。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提出一種?；愤\(yùn) 輸罐箱智能安全檢測用液位變送器，能夠滿足本質(zhì)安全防爆的要求，具有 可靠性高，結(jié)構(gòu)簡單、使用方便的特點(diǎn)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的?；愤\(yùn)輸罐箱智能安全檢測
用液位變送器，包括一基座l、基座1一側(cè)配置一YZG4接口，基座l另一 側(cè)配置一帶YZG4接口的壓頭3，基座1上配置有外殼5，對應(yīng)于兩YZG4接 口配置雙端充硅油的硅隔離差壓傳感器2，所說的雙端充硅油的硅隔離差壓 傳感器2懸浮于基座1的內(nèi)腔中，基座1上安裝有傳感器信號處理電路板4，電路板4上帶有調(diào)節(jié)變送器零位輸出和靈敏度輸出的電位器，二芯屏蔽電
纜線在電路板4上的相應(yīng)焊點(diǎn)處引出，由出線鎖緊件7鎖緊固定，鎖緊件7 通過螺紋連接到外殼5上。所說的雙端充硅油的硅隔離差壓傳感器2與YZG4 接口相垂直。 一壓帽6通過螺紋與0型密封圈8和0型密封圈9與外殼5 相配合。
本實(shí)用新型涉及的液位變送器是依據(jù)液體靜壓力與被測液體的比重和 高度成正比的原理制作的差壓變送器，其中高壓端施加的是液面頂部的飽 和壓力和液面高度產(chǎn)生的壓力的總和，低壓端施加的是液面頂部的飽和壓 力，差壓值就是液面高度產(chǎn)生的壓力。基于SOI技術(shù)的壓阻力敏芯片輸出 與差壓值成正比的毫伏級電壓信號，經(jīng)信號處理單元放大處理成標(biāo)準(zhǔn)的4 20mA電流信號，在己知被測液體密度的條件下，就可換算出液面的高度值。
由于本實(shí)用新型雙端充硅油的硅隔離差壓傳感器2中的敏感元件是基 于硅隔離(S0I—Silicon On Insulator)技術(shù)制作的，綜合精度優(yōu)于0. 5%， 具有耐高低溫的優(yōu)點(diǎn)，可在-5(TC 30(TC下穩(wěn)定工作；變送器的機(jī)械結(jié)構(gòu) 采用隔爆原理設(shè)計(jì)，滿足?；愤\(yùn)輸環(huán)境下的防爆要求；本實(shí)用新型主要 用于實(shí)時檢測?；啡鏛NG、 LPG等密閉運(yùn)輸罐箱內(nèi)的氣體飽和壓力和液面 高度，超限及時報(bào)警，以防危險(xiǎn)發(fā)生。

圖1是本實(shí)用新型的液位變送器結(jié)構(gòu)原理圖。 圖2是本實(shí)用新型在集裝箱罐上的安裝示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理及工作原理作詳細(xì)的說明。參照圖1，本實(shí)用新型涉及的液位變送器的組成結(jié)構(gòu)主要包括帶YZG4
接口的基座l、雙端充硅油硅隔離差壓傳感器2、帶YZG4接口的壓頭3、電 路板4、外殼5、壓帽6和出線鎖緊件7， 0型密封圈8和0型密封圈9。其 中雙端充硅油的硅隔離差壓傳感器2懸浮于基座1的內(nèi)腔中，帶YZG4接口 的壓頭3通過激光焊接與基座1連接，限制雙端充硅油的硅隔離差壓傳感 器2橫向移動，并通過0型密封圈10和0型密封圈11實(shí)現(xiàn)與YZG4接口的 基座1和YZG4接口的壓頭3的密封作用。專用的傳感器信號處理電路板4 通過螺釘安裝在基座1上，電路板4上帶有調(diào)節(jié)變送器零位輸出和靈敏度 輸出的電位器。二芯屏蔽電纜線在電路板4上的相應(yīng)焊點(diǎn)處引出，由出線 鎖緊件7鎖緊固定。鎖緊件7通過螺紋連接到外殼5上，外殼5通過激光 焊接與基座1聯(lián)成一體。壓帽6通過螺紋與0型密封圈8和0型密封圈9 與外殼5密封結(jié)合。當(dāng)變送器校準(zhǔn)需要調(diào)整信號輸出時，可旋開壓帽6，調(diào) 整電路板4上的零位和滿度兩個電位器。
參照圖2，說明罐箱液位高度的測量方法。在?；愤\(yùn)輸罐箱15內(nèi)， 裝有被運(yùn)輸?shù)奈；芬后w13，本實(shí)用新型12安裝于?；愤\(yùn)輸罐箱15的 底端，而要實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型12對罐箱內(nèi)危化品液體13液面16的高度測量， 在罐箱13內(nèi)裝有蛇形彎口沖下的氣相引壓管14，氣相引壓管14的彎口沖 下，避免了液體進(jìn)入氣相引壓管。氣相引壓管14在罐箱15外通過本實(shí)用 新型的基座1配置的YZG4接口與本實(shí)用新型12液位變送器的低壓端連接， 而罐箱15的底端有液相引出管17與帶YZG4接口的壓頭3即本實(shí)用新型12 的高壓端連接。本實(shí)用新型安裝于?；愤\(yùn)輸罐箱15的底端，就是通過氣 相引壓管14和液相引壓管17，實(shí)現(xiàn)差壓的測量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對?；愤\(yùn)輸罐箱15內(nèi)液面16的高度測量。這種通過氣相引壓管14和液相引壓管17，在 罐箱1底5端安裝本實(shí)用新型12的測量方法，利用了罐箱本身的卸料出口 液位高度的測量，無須再額外在罐箱上開口，保持了?；愤\(yùn)輸罐箱15的 完整性，因此提高了測量時的安全性。
本實(shí)用新型的具體工作原理是本實(shí)用新型安裝在圖2所示的集裝箱 上后，氣相壓力A和液相壓力尸2通過YZG4接口的基座1和YZG4接口的壓 頭3分別作用于雙端充硅油硅隔離差壓傳感器2上，氣相壓力A和液相壓 力A的差壓值A(chǔ)P的作用在雙端充硅油硅隔離差壓傳感器2的SOI敏感元 件上，其中的SOI敏感元件在差壓AP作用下發(fā)生變形，通過壓阻效應(yīng)，使 其惠斯登全橋的橋臂電阻阻值成比例地變化，關(guān)系式如下
其中，^為電阻條阻值，P為電阻率，"為壓阻系數(shù)，o"為電阻條所受 的應(yīng)力。
惠斯登電橋在恒定電源激勵下，輸出和差壓AP的大小成正比的電信 號，從而測得罐箱的液位差壓值，進(jìn)而求得罐箱的液位高度。
假設(shè)液面頂部的飽和壓力為A，密閉罐箱底部的壓力為尸2， A和尸2分 別作用于本實(shí)用新型低壓端和高壓端，在已知液體密度為^的條件下，可
得到差壓值，如下式<formula>formula see original document page 6</formula>
(2) 通過測量的電流信號A，即可得到罐箱液面高度為-
觸U-4) (3)式(2)和(3)中
g-當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，單位m/s2; "一被測液面的實(shí)際高度，單位m; A—為比例常數(shù)；
j一液位變送器的實(shí)際輸出值，mA; "、A —壓力值，單位Pa;
P—被測液體的密度，單位kg/m3。 本實(shí)用新型涉及的液位變送器的一個實(shí)施例
1. 使用環(huán)境溫度-45 70°C
2. 接口 YZG4系列擴(kuò)口式管接頭
3. 精度《0. 5%FS
4. 供電電池(12 15VDC)
5. 輸出4 20rnA
6. 防爆、防水
本實(shí)用新型涉及的液位變送器具有耐低溫范圍寬、精度高、功耗低等 優(yōu)點(diǎn)，并通過了本質(zhì)安全防爆認(rèn)證，防爆標(biāo)志為ExialICT6，因而解決了 ?；愤\(yùn)輸智能安全檢測的難題。
權(quán)利要求1、危化品運(yùn)輸罐箱智能安全檢測用液位變送器，包括一基座(1)，其特征在于，基座(1)一側(cè)配置一YZG4接口，基座(1)另一側(cè)配置一帶YZG4接口的壓頭(3)，基座(1)上配置有外殼(5)，對應(yīng)于兩YZG4接口配置一雙端充硅油的硅隔離差壓傳感器(2)，所說的雙端充硅油的硅隔離差壓傳感器(2)懸浮于基座(1)的內(nèi)腔中，基座(1)上安裝有傳感器信號處理電路板(4)，電路板(4)上帶有調(diào)節(jié)變送器零位輸出和靈敏度輸出的電位器，二芯屏蔽電纜線在電路板(4)上的相應(yīng)焊點(diǎn)處引出，由出線鎖緊件(7)鎖緊固定，鎖緊件(7)通過螺紋連接到外殼(5)上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所說的液位變送器，其特征在于，所說的雙 端充硅油的硅隔離差壓傳感器(2)與YZG4接口相垂直。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所說的液位變送器，其特征在于， 一壓帽(6) 通過螺紋與O型密封圈(8)和0型密封圈(9)與外殼(5)相配合。
專利摘要危化品運(yùn)輸罐箱智能安全檢測用液位變送器，包括一基座1、基座1一側(cè)配置一YZG4接口，基座1另一側(cè)配置一帶YZG4接口的壓頭3，基座1上配置有外殼5，對應(yīng)于兩YZG4接口配置一雙端充硅油的硅隔離差壓傳感器2，基座1上安裝有傳感器信號處理電路板4，電路板4上帶有調(diào)節(jié)變送器零位輸出和靈敏度輸出的電位器，二芯屏蔽電纜線在電路板4上的相應(yīng)焊點(diǎn)處引出，由出線鎖緊件7鎖緊固定。本實(shí)用新型主要用于實(shí)時檢測?；啡鏛NG、LPG等密閉運(yùn)輸罐箱內(nèi)的氣體飽和壓力和液面高度，超限及時報(bào)警，以防危險(xiǎn)發(fā)生，能夠滿足本質(zhì)安全防爆的要求，具有可靠性高，結(jié)構(gòu)簡單、使用方便的特點(diǎn)。
文檔編號G01L9/06GK201145604SQ20082002811
公開日2008年11月5日 申請日期2008年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月16日
發(fā)明者袁展榮, 趙玉龍, 趙立波 申請人:西安維納信息測控有限公司