[实用新型]一种复合传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及液体多参数检测领域，特别是一种高精度的用于在线检测液体(如油品)液位、密度和温度的复合传感器。

背景技术

在成品油运输流通行业，跑、冒、滴、漏、偷等情况时有发生，给相关公司造成了很大的经济损失。为减小运输过程中的人为损耗，实时监测油品品质和数量，急需在油罐车上安装专用传感器和车载监控系统，在线检测油品液位、密度和温度，及时处理数据，从而有效监测运输过程中油品总量的变化，对异常情况进行报警，加强油品运输过程监管工作。

目前液位测量技术较为成熟，适用于油品高精度测量的主要有：磁致伸缩液位计、伺服式液位计、雷达液位计等。雷达液位计只能测量单一液面，不能测量界面与温度，更无法测量密度。伺服式液位计可以测量液位、密度和温度，测量精度较高，但其基于伺服式电机原理，属于机械、电子结合类产品，调试安装复杂，且价格高昂，主要应用于大库区大储罐，并不适合于车载小型油罐测量。磁致伸缩液位计属于浮子式液位计，适用于低粘度液体测量，可以同时测量液面、界面和温度，相比同等精度液位计价格较低。密度测量方面也有不少成型产品，常见的为静压式和振弦式在线密度计，密度测量精度可达到0.001g/cm3，但仅能测量密度和温度，不能同时测量液位。

专利号为“ZL03212246”，名称为“液体液位、密度、温度传感器”的中国实用新型专利公开的液位、密度、温度传感器，由密度浮子与浮杆固定在一起构成密度测量元件，密度浮子为空心球形的磁性浮子，浮杆为双体浮杆或柱形面浮杆。该结构的密度测量元件的重心极可能高于其浮心，使之无法在液体中保持自然竖直平衡状态，从而倾靠在测杆上与之产生摩擦力，严重影响密度测量精度。此外，未就如何根据浮子间距计算密度提供相关资料。

申请号为“00105004”，名称为“液体液位、密度及质量的测量仪”的中国发明专利申请所公开的液体液位、密度和质量的测量仪，由圆柱形密度浮子与平衡管共同构成密度测量元件，通过测量密度浮子与液位浮子的间距计算液体密度。该申请在结构上同样存在上述问题。同时，其公开的密度计算公式为：P_t＝P₀+Δt₂×V×K，其中P_t为液体瞬时密度值，P₀为密度浮子处于零点时的液体密度值，Δt₂应为液面浮子与密度浮子返回脉冲的时间差，V为脉冲沿波导管传播的速度，K为密度转换系数。该公式认为液体密度与浮子间距的变化呈线性正比关系。而实际上，根据阿基米德原理，F_浮＝ρ_液gV_排(h)，其中，F_浮为浮子所受浮力，ρ_液为液体密度，g为重力常数。V_排(h)为浮子排开的液体的体积，是浮子浸没深度h的函数，h近似等于液位浮子与密度浮子的间距Δt₂×V。显然，液体密度与浮子间距的变化呈近似反比关系(因液位浮子浸没深度同样随液体密度变化，所以仅为近似)，仅靠一个简单的系数K来计算瞬时密度，将其关系默认为线性正比，将导致明显的非线性误差，无法保证高精度测量。

另外，专利号为“ZL201020171364.3”，名称为“数字式磁致伸缩液位传感器”的中国实用新型专利，仅能测量液位和温度，无法同时测量液体的密度。因此，现有技术中基于磁致伸缩原理的液体液位、密度和温度测量方法，在结构设计和密度计算方面，均存在一些不足，不利于实现高精度的液位、密度和温度测量。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高分辨率高精度的、能够同时在线检测液体液位、密度和温度的复合型传感器。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种复合传感器，其中，包括：

一测杆，包括底端密封的中空外管，所述外管内有波导丝，所述波导丝外设置有用于保护该波导丝不受损坏的保护套管；

一电子仓，与所述测杆的一端连接；

一液位浮子，其内部固定有一永久磁环，所述液位浮子自由套装于所述测杆的外管上；

一密度浮子，设置于所述液位浮子下方，其内部固定有一永久磁环，所述密度浮子自由套装于所述测杆的外管上；

一温度传感器，设置在所述测杆内并安装在所述保护套管上，与所述电子仓电性连接。

上述的复合传感器，其中，所述的密度浮子包括：

浮筒，所述浮筒内部固定有永久磁环；

用于调节所述密度浮子的比重的配重块，所述配重块连接在所述浮筒下方；