一種礦用抗惡劣環(huán)境液位監(jiān)測傳感器及監(jiān)測方法

1. 一種礦用抗惡劣環(huán)境液位監(jiān)測傳感器，其特征在于是一種防堵、防掛物料失效或失真、防感應(yīng)敏感膜片外力作用下變形損壞和防化學(xué)腐蝕的煤礦、金屬和非金屬礦山生產(chǎn)惡劣環(huán)境中靜壓投入式液位監(jiān)測傳感器，該傳感器由安裝監(jiān)測液位坑（1）、耐腐蝕柔性彈性體（2）、傳導(dǎo)液（3）、開口圓環(huán)座（4）、彈性膜片（5）、硅杯（6）、第一擴(kuò)散電阻（7）、第二擴(kuò)散電阻（8）、金屬外殼（9）、氣孔導(dǎo)管（10）和信號電源線（11）組成；其彈性膜片（5）通過焊接安裝于開口圓環(huán)座（4）內(nèi)部，彈性膜片（5）采用微型感應(yīng)敏感膜片，其尺寸為毫米量級，其有效感應(yīng)面積小于80平方毫米，其邊緣安裝于硅杯（6）底端并與硅杯（6）內(nèi)邊緣用粘結(jié)膠粘結(jié)為一體，為避免微型感應(yīng)敏感膜片堵塞掛料，化學(xué)腐蝕和外力鋒利雜質(zhì)的劃傷的耐腐蝕柔性彈性體（2）固定于開口圓環(huán)座（4）外環(huán)上部位置上，傳導(dǎo)液（3）被耐腐蝕柔性彈性體（2）密封與開口圓環(huán)座（4）內(nèi)外并與彈性膜片（5）接觸；第一擴(kuò)散電阻（7）、第二擴(kuò)散電阻（8）和硅杯（6）均安裝于金屬外殼（9）中密閉，并通過氣孔導(dǎo)管（10）和信號電源線（11） 與液面外大氣相通。
2.權(quán)利要求1所述一種礦用抗惡劣環(huán)境液位監(jiān)測傳感器的監(jiān)測方法，其特征在于是將上述一種礦用抗惡劣環(huán)境液位監(jiān)測傳感器安裝于監(jiān)測液位坑（1）并保證基坑端面和敏感彈性膜片（5）在同一個(gè)平面上，耐腐蝕柔性彈性體（2）和傳導(dǎo)液（3）將待測液體液位產(chǎn)生的壓力等價(jià)的通過耐腐蝕柔性彈性體（2）和傳導(dǎo)液（3）傳遞到彈性膜片(5)，對微型感應(yīng)敏感膜片的影響僅為形成耐腐蝕彈性體內(nèi)液位高度與敏感彈性膜片(5)接觸壓力而導(dǎo)致的死區(qū)，而對于量程精度沒有改變，有效量程= 原微型感應(yīng)敏感膜片標(biāo)定量程-耐腐蝕彈性體內(nèi)高于彈性膜片的液位高度等價(jià)的量程；在所測液位的容器地平面以下開挖一個(gè)死區(qū)高度的小洞使得柔性彈性膜片(5)的傳導(dǎo)液產(chǎn)生的壓力值和予以放置該裝置小坑中液位產(chǎn)生的壓力值一致，這樣就保證了高于點(diǎn)劃線平面上的液位變化和作用與感應(yīng)膜片上的靜壓力成比例，即可準(zhǔn)確方便的測量出液位高度。

一種礦用抗惡劣環(huán)境液位監(jiān)測傳感器及監(jiān)測方法\n技術(shù)領(lǐng)域\n[0001] 本發(fā)明一種礦用抗惡劣環(huán)境液位監(jiān)測傳感器及監(jiān)測方法，屬于礦山生產(chǎn)過程監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種防堵、防掛物料失效或失真、防感應(yīng)敏感膜片外力作用下變形損壞和防腐蝕的煤礦、金屬和其它非金屬礦山生產(chǎn)惡劣環(huán)境中靜壓投入式液位監(jiān)測傳感器，本發(fā)明的傳感器廣泛適用于礦山、水利、農(nóng)業(yè)、石油化工、冶金、電力、制藥、供排水、環(huán)保等系統(tǒng)和行業(yè)的各種介質(zhì)的液位測量。\n背景技術(shù)\n[0002] 在煤礦、金屬和其它非金屬礦山生產(chǎn)的惡劣環(huán)境中液位檢測越來越廣泛，越來越重要，但是由于在惡劣環(huán)境的生產(chǎn)過程中的各種復(fù)雜原因，液體是各種物質(zhì)的混合體，富含各種易堵雜物，感應(yīng)膜片易受機(jī)械損傷和化學(xué)腐蝕，一般傳感器在較短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)因上述原因失效，因此現(xiàn)場的維護(hù)工作很大，有時(shí)幾個(gè)小時(shí)就得清洗一下傳感器的表面，否則傳感器將失真或者失效，實(shí)時(shí)監(jiān)測的可靠性很難保證，正如專利申請（專利）號：01124284.1所述壓力敏感膜的尺寸為毫米量級；其在惡劣環(huán)境液位檢測中存在的問題是易堵易失效，申請（專利）號：03107280.1也僅解決了膜片化學(xué)腐蝕的問題，僅能在特殊環(huán)境下使用，迫切需要一種適應(yīng)性強(qiáng)、制作成本低、能在上述惡劣環(huán)境下全天候免維護(hù)長期穩(wěn)定工作的液位傳感器，實(shí)現(xiàn)液位的實(shí)時(shí)監(jiān)測工作。\n發(fā)明內(nèi)容\n[0003] 本發(fā)明一種礦用抗惡劣環(huán)境液位監(jiān)測傳感器及監(jiān)測方法的目的在于：為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中急需解決的問題，從而公開一種防堵、防掛物料失效或失真、防感應(yīng)敏感膜片外力作用下變形損壞和防化學(xué)腐蝕的煤礦、金屬和其它非金屬礦山生產(chǎn)惡劣環(huán)境中靜壓投入式液位監(jiān)測傳感器。本發(fā)明的傳感器廣泛適用于礦山、水利、農(nóng)業(yè)、石油化工、冶金、電力、制藥、供排水、環(huán)保等系統(tǒng)和行業(yè)的各種介質(zhì)的液位測量。\n[0004] 本發(fā)明一種礦用抗惡劣環(huán)境液位監(jiān)測傳感器，其特征在于是一種防堵、防掛物料失效或失真、防感應(yīng)敏感膜片外力作用下變形損壞和防化學(xué)腐蝕的煤礦、金屬和非金屬礦山生產(chǎn)惡劣環(huán)境中靜壓投入式液位監(jiān)測傳感器，該傳感器由安裝監(jiān)測液位坑1、耐腐蝕柔性彈性體2、傳導(dǎo)液3、開口圓環(huán)座4、彈性膜片5、硅杯6、第一擴(kuò)散電阻7、第二擴(kuò)散電阻8、金屬外殼9、氣孔導(dǎo)管10和信號電源線11組成；其彈性膜片5通過焊接安裝于開口圓環(huán)座4內(nèi)部、彈性膜片5采用微型感應(yīng)敏感膜片，其尺寸為毫米量級，其有效感應(yīng)面積小于80平方毫米，其邊緣安裝于硅杯6底端并與硅杯6內(nèi)邊緣用粘結(jié)膠粘結(jié)為一體，為避免微型感應(yīng)敏感膜片堵塞掛料，化學(xué)腐蝕和外力鋒利雜質(zhì)的劃傷的耐腐蝕柔性彈性體2固定于開口圓環(huán)座4外環(huán)上部位置上，傳導(dǎo)液3被耐腐蝕柔性彈性體2密封與開口圓環(huán)座4內(nèi)外并與彈性膜片5接觸；第一擴(kuò)散電阻7、第二擴(kuò)散電阻8和硅杯6均安裝于金屬外殼9中密閉，并通過氣孔導(dǎo)管10和信號電源線11 與液面外大氣相通；\n[0005] 上述一種礦用抗惡劣環(huán)境液位監(jiān)測傳感器的監(jiān)測方法，其特征在于是將上述一種礦用抗惡劣環(huán)境液位監(jiān)測傳感器安裝于監(jiān)測液位坑1并保證基坑端面和敏感彈性膜片5在同一個(gè)平面上，耐腐蝕柔性彈性體2和傳導(dǎo)液3將待測液體液位產(chǎn)生的壓力等價(jià)的通過耐腐蝕柔性彈性體2和傳導(dǎo)液3傳遞到彈性膜片5，對微型感應(yīng)敏感膜片的影響僅為形成耐腐蝕彈性體內(nèi)液位高度與敏感彈性膜片5接觸壓力而導(dǎo)致的死區(qū)，而對于量程精度沒有改變，有效量程= 原微型感應(yīng)敏感膜片標(biāo)定量程-耐腐蝕彈性體內(nèi)高于彈性膜片的液位高度等價(jià)的量程；在所測液位的容器地平面以下開挖一個(gè)死區(qū)高度的小洞使得柔性彈性膜片\n5的傳導(dǎo)液產(chǎn)生的壓力值和予以放置該裝置小坑中液位產(chǎn)生的壓力值一致，這樣就保證了（如附圖1所示）高于點(diǎn)劃線平面上的液位變化和作用與感應(yīng)膜片上的靜壓力成比例，即可準(zhǔn)確方便的測量出液位高度。\n[0006] 本發(fā)明一種礦用抗惡劣環(huán)境液位監(jiān)測傳感器及監(jiān)測方法，其優(yōu)點(diǎn)在于：\n[0007] 本發(fā)明的傳感器防堵、防掛物料失效或失真、防感應(yīng)敏感膜片外力作用下變形損壞和防腐蝕。是一種惡劣環(huán)境下穩(wěn)定工作的液位傳感器，能長期穩(wěn)定的免維護(hù)實(shí)現(xiàn)液位的實(shí)時(shí)監(jiān)測工作。是一種制作成本低廉的高性能傳感器，本發(fā)明的傳感器廣泛適用于礦山、水利、農(nóng)業(yè)、石油化工、冶金、電力、制藥、供排水、環(huán)保等系統(tǒng)和行業(yè)的各種介質(zhì)的液位測量。\n[0008] 附圖說明：\n[0009] 圖1：一種礦用抗惡劣環(huán)境液位監(jiān)測傳感器原理圖，圖中標(biāo)號分別為：傳感器安裝監(jiān)測液位坑1、耐腐蝕柔性彈性體2、傳導(dǎo)液3、開口圓環(huán)座4、彈性膜片5、硅杯6、第一擴(kuò)散電阻7、第二擴(kuò)散電阻8、傳感器密閉金屬外殼9、氣孔導(dǎo)管10、信號電源線11[0010] 具體實(shí)施方式：\n[0011] 實(shí)施方式1：根據(jù)所測液體靜壓與該液體的高度成比例的原理和液體的性質(zhì)特點(diǎn)：沒有確定形狀，可流動(dòng)，往往受容器影響，容器是什么形狀，注入液體，液體就呈什么形狀，液面水平，任一點(diǎn)液體壓力傳送在任意方向均相等，通過沒有腐蝕性,沒有壓縮性,對冷熱變化膨脹近似為零的傳導(dǎo)液為傳導(dǎo)介質(zhì)，這些傳導(dǎo)液3與傳感器感應(yīng)膜片4用一材質(zhì)為乳膠的耐腐蝕柔性彈性體2予以密封，所測液體中的腐蝕源和劃痕源即使對耐腐蝕柔性彈性體2造成損傷但只要不影響耐腐蝕柔性彈性體2中傳導(dǎo)液3的密封即可，使得液體液位的壓力值通過耐腐蝕柔性彈性體2傳遞到傳導(dǎo)液3，再通過傳導(dǎo)液3傳遞到傳感器感應(yīng)膜片5，傳感器感應(yīng)膜片5在微型膜片上就能產(chǎn)生一個(gè)與液位高度成比例的靜壓力值設(shè)計(jì)本發(fā)明的傳感器，該傳感器由安裝監(jiān)測液位坑1、耐腐蝕柔性彈性體2、傳導(dǎo)液3、開口圓環(huán)座4、彈性膜片5、硅杯6、第一擴(kuò)散電阻7、第二擴(kuò)散電阻8、金屬外殼9、氣孔導(dǎo)管10和信號電源線11組成；其彈性膜片5通過焊接安裝于開口圓環(huán)座4內(nèi)部，彈性膜片5采用NovaSensor公司的NPI-19-A-100KPa-G或NPI-19-A-200KPa-G微型感應(yīng)敏感膜片，其尺寸為毫米量級，其有效感應(yīng)面積為80平方毫米，即與傳導(dǎo)液3的有效接觸面積為80平方毫米，其邊緣安裝于硅杯6底端并與硅杯6內(nèi)邊緣用粘結(jié)膠粘結(jié)為一體，為避免微型感應(yīng)敏感膜片堵塞掛料，化學(xué)腐蝕和外力鋒利雜質(zhì)的劃傷的耐腐蝕柔性彈性體2固定于開口圓環(huán)座\n4外環(huán)上部位置上，傳導(dǎo)液3被耐腐蝕柔性彈性體2密封與開口圓環(huán)座4內(nèi)外并與彈性膜片\n5接觸；第一擴(kuò)散電阻7、第二擴(kuò)散電阻8和硅杯6均安裝于金屬外殼9中密閉，并通過氣孔導(dǎo)管10和信號電源線11與液面外大氣相通；將上述一種礦用抗惡劣環(huán)境液位監(jiān)測傳感器安裝于監(jiān)測液位坑1并保證基坑端面和敏感彈性膜片5在同一個(gè)平面上，耐腐蝕柔性彈性體2和傳導(dǎo)液3將待測液體液位產(chǎn)生的壓力等價(jià)的通過耐腐蝕柔性彈性體2和傳導(dǎo)液3傳遞到彈性膜片5，對微型感應(yīng)敏感膜片的影響僅為形成耐腐蝕彈性體內(nèi)液位高度與敏感彈性膜片5接觸壓力而導(dǎo)致的死區(qū)，而對于量程精度沒有改變，有效量程= 原微型感應(yīng)敏感膜片標(biāo)定量程-耐腐蝕彈性體內(nèi)高于彈性膜片的液位高度等價(jià)的量程；在所測液位的容器地平面以下開挖一個(gè)死區(qū)高度的小洞使得柔性彈性膜片5的傳導(dǎo)液產(chǎn)生的壓力值和予以放置該裝置小坑中液位產(chǎn)生的壓力值一致，這樣就保證了（如附圖1所示）高于點(diǎn)劃線平面上的液位變化和作用與感應(yīng)膜片上的靜壓力成比例，即可準(zhǔn)確方便的測量出液位高度。\n[0012] 實(shí)施方式2：傳導(dǎo)液3與傳感器感應(yīng)膜片4用一材質(zhì)為水性聚氨酯的耐腐蝕柔性彈性體2予以密封，其它同實(shí)施方式1 。\n[0013] 實(shí)施方式3：5采用NovaSensor公司的NPI-19-A-200KPa-G微型感應(yīng)敏感膜片，其尺寸為毫米量級，其有效感應(yīng)面積為65平方毫米，即與傳導(dǎo)液3的有效接觸面積為65平方毫米，其它同實(shí)施方式1 。\n[0014] 實(shí)施方式4：5采用NovaSensor公司的NPI-19-A-200KPa-G微型感應(yīng)敏感膜片，其尺寸為毫米量級，其有效感應(yīng)面積為75平方毫米，即與傳導(dǎo)液3的有效接觸面積為75平方毫米，其它同實(shí)施方式1 。\n[0015] 實(shí)施方式5：5采用NovaSensor公司的NPI-19-A-100KPa-G微型感應(yīng)敏感膜片，其尺寸為毫米量級，其有效感應(yīng)面積為70平方毫米，即與傳導(dǎo)液3的有效接觸面積為70平方毫米，其它同實(shí)施方式1 。