某电容式燃油液位传感器的结构改进设计案例5500字 .pdf

某电容式燃油液位传感器的结构改进设计案例综述

目录

某电容式燃油液位传感器的结构改进设计案例综述1

1.1传感器材料选择1

i.i.i传Mm•材料1

1.1.2传㈱才料2

1.2影响传感器因素析2

1.2.1探杆长度误差影0向分析2

12.2温度对传麟探杆的影0向与分析4

123传感器装配误差的影0向与分析5

1.2.4边缘规Z的影0向与论分析6

1.3对传感器的改进析9

1.1.1传瞄豺干如殳计必析9

1.1.2电参件10

1.1传感器材料选择

1.1.1传瞬探杆材料

传感器探杆，即由内、外极板共同构成的电容器结构，是直接与被测中间介

质接触，自动感应电有效容量改变的基本单元，是整个额定电容式感应设备里十

分关键的一些，而构成探杆的内、外极板就是其中心组成部件，对感应设备的灵

活性、准确度等标）隹有严重影响，因此对探杆的极板物质材料选用的研究分析是

非常重要的。参考依据第2章的主要内容研究分析，这个感应设备应用在对燃油

等绝缘液体的测量确定，所以能够选用塑性优良分布状态持以的金属作为极板。

同时，由于传感器要在油液中长期应用，还应具有良好的耐腐蚀性，且由于热胀

冷缩效应的影响，实际温度改变容易导致金属的有效尺寸产生改变影响测量确定

最终结果。所以，综合以上研究分析，应该选用可塑性好、耐腐蚀变质、线膨胀

参数小的金属物质材料作为感应设备的极板物质材料。

通常普遍常用的金属物质材料有铅黄铜、不锈钢及铝合金等，有特殊要求时,

也能够运用钛合金等。铅合金物质材料散热好，运营费用少，但是线膨胀参数比

较多，受热弯曲变形量比较多，不合适作为测量确定工作电极物质材料；黄铜的

线膨胀参数比铝合金的线膨胀参数低，生产加工便利，但成本要比铝合金稍高，

且如果表面处不好，变色氧化等现象较常见；不诱钢材料的线膨胀系数比黄铜

更小，且硬度更高，比较耐腐蚀和磨损，如果对重量参数要求不高时，可以作为

电极材料使用；相对而言，钛合金材料在各项性能指标方面均优于前三种金属材

料，硬度更高，更耐盐雾腐蚀和磨损，受热基本不发生变形，且对于目前军事装

备轻量化要求常态化的形势，对比分析后相对稍高的材料成本也在可以接受的范

围之内，因此，将钛合金材料作为本文中电容探杆的极板材料使用比较适合。

1.1.2传瞬料

传感器探杆须由金属材料制成，为了使其有效隔离，确保内外电极之间的绝

缘性，应选用绝缘材料作为电极的连接固定材料。另一方面，传感器底座与油箱

之间的连接是依靠带螺栓孔的法兰进行固定的，需要有足够的抗压强度，采用合

适的金属材料才能满足产品所需的机械应力需求。

综上所述，本文沿用之前已有的传感器底座结构，采取两种部件复合组装的

方法构成传感器安装底座。传感器底座主体由常用的黄铜材料加工制作，易加工

成型；同时，底座主体与内外电极的隔离则选用聚四氟乙烯材料。由于使用环境

的影响，长期处于油气浸泡环境下，一般常用的绝缘材料，比如云胃、陶瓷等,

绝绿性可以满足要求，但比较难加工，加工成本较高。相对而言，聚四氟乙烯材

料，良好的绝缘性、耐高低温性、耐磨损性、耐腐蚀变质性，可以承担强酸、强

氧化化学试剂、自动还原化学试剂与多种有机化学溶剂的腐蚀变质，是作为传感

器电极连接固定很好的绝缘物质材料。聚四氟乙烯物质材料简单生产加工，也是

感应设备的装配设计组装设置供应了便利。

1.2影响传感器因素析

感应设备综合系统设计时，参考依据基本论，思考多种环境影响因素对测

量确定最终结果的影响作用，通过研究初步基本上得知对感应设备导致影响的影

响因素有如下多个层面：探杆有效长度、实际温度、感应设备装配设计、极板分

布边缘作用效应等。

1.2.1探杆长度误差影响分析

对电容量进行计算时，可以将传感器探杆即内外极板，其长度看作一个论

值，但在实际加工过程中，探杆长度与论值之间难免会有误差，有必要对其进

行分析。

仍以图2.2为例，假设探杆长度为L,存在误差记为AL,那么电容量变为:

*二2—0(L+AL)2兀3油一有)H