[发明专利]一种射频导纳物位仪中的物位测量单元及物位仪

权利要求书

1.一种射频导纳物位仪中的物位测量单元，包括：第一测量电极、第二测量电极以及与第一、第二测量电极电连接的测量电路，所述第一、第二测量电极的下端皆插入至物位待测的物料容器中，上端电连接至所述测量电路；其中，将第一、第二测量电极分别等效为一电容的两个极板，第一、第二测量电极之间的物料为电介质，以该电容为待测电容C_测；其特征在于，

所述测量电路包括：第一选频网络、第二选频网络、第三选频网络、激励信号产生电路、π/4相移窄脉冲产生电路、以及π/4相位点幅值信号的采集电路；

所述第一选频网络包括并联的电容C1和电感L1，所述第二选频网络包括并联的电容C2和电感L2，所述第三选频网络包括并联的电容C3和电感L3；所述第一选频网络经电阻R1电连接至所述激励信号产生电路的第一输出端，所述第二选频网络经电阻R2电连接至所述激励信号产生电路的第二输出端，所述第三选频网络的第一端经一电阻R3接地；所述第一选频网络经并联的电容C4和电阻R4、再经并联的电容C5和电阻R5电连接至所述第二选频网络；设并联的电容C4、电阻R4与并联的电容C5、电阻R5之间的电连接处为Q1，待测电容C_测与电阻R0并联后，一端电连接至Q1，另一端电连接至所述第三选频网络的第二端，设并联的电容C_测、电阻R0与第三选频网络之间的电连接处为待测点Q0，所述π/4相位点幅值信号的采集电路电连接至待测点Q0，接收来自待测点Q0引出的待测信号S0；

所述激励信号产生电路用于产生正弦波激励信号S1并输出；

所述π/4相移窄脉冲产生电路电连接至所述激励信号产生电路的第三输出端，接收来自所述激励信号产生电路发出的正弦波激励信号S1；所述π/4相移窄脉冲产生电路还电连接至所述π/4相位点幅值信号的采集电路，所述π/4相位点幅值信号的采集电路接收来自所述π/4相移窄脉冲产生电路的、与Q0点信号相比相移π/4的窄脉冲信号S4，输出待测信号在π/4相位点的幅值信号S5。

2.根据权利要求1所述的物位测量单元，其特征在于，所述π/4相移窄脉冲产生电路中设有：数字电位器U1、运算放大器U2、运算放大器U3、单稳态触发器U4，电阻R6～R13，电容C6～C10，且所述π/4相移窄脉冲产生电路的供电电源为直流电源Vcc；其中，

所述数字电位器U1的输入端电连接至外接的单片机，接地端接地，电源端电连接至电源Vcc，该电源端还经电容C10接地；所述数字电位器U1的W输出端电连接至所述运算放大器U2的同相输入端，该输出端还经电阻R13电连接至电源Vcc，且经电容C9接地；所述数字电位器U1的L输出端接地；

所述运算放大器U2的反相输入端经电阻R12电连接至所述运算放大器U2的输出端；所述运算放大器U2的电源端电连接至电源Vcc，接地端接地；所述运算放大器U2的输出端经电阻R11、再经电阻R10电连接至所述运算放大器U3的同相输入端，其中，电阻R11与电阻R10之间的电连接处经电容C8接地；

所述运算放大器U3的同相输入端还经电阻R7电连接至所述运算放大器U3的输出端；所述运算放大器U3的反相输入端经电阻R9接地，还经电阻R8电连接至电源Vcc，且经电容C7电连接至所述激励信号产生电路的输出端，接收来自所述激励信号产生电路发出的正弦波激励信号S1；所述运算放大器U3的电源端电连接至电源Vcc，接地端接地；所述运算放大器U3的输出端电连接至所述单稳态触发器U4的输入端；

所述单稳态触发器U4的Rext端子经电阻R6电连接至电源Vcc，还经电容C6电连接至Cext端子；所述单稳态触发器U4的输出端输出与Q0点信号相比相移π/4的窄脉冲信号S4至所述采集电路；所述单稳态触发器U4的电源端电连接至电源Vcc，接地端接地。