[实用新型]电容式自适应通用液位测量装置

说明书

本实用新型公开了一种电容式自适应通用液位测量装置，包括：电容传感器模块，包括液位传感器、第一环境传感器和液体传感器，所述液位传感器采集反映液位变化的电容值，所述第一环境传感器采集其所处环境无液体状态的电容值，所述液体传感器测得其所在位置被液体浸没状态下的电容值；转换模块，与所述电容传感器模块连接，将电容传感器模块采集的电容值转换为频率信号并数字输出；数据收集和处理模块，与所述转换模块的输出端连接，将所述转换模块输出的数据处理并得到液位高度；电源模块，为上述电容传感器模块、转换模块、数据收集和处理模块供电。本实用新型克服现有液位传感器的缺陷，液位测量的精度更高、更安全、通用性更好。

技术领域

本实用新型涉及液位测量领域，具体涉及一种电容式自适应通用液位测量装置。

背景技术

液位测量技术在工业领域有着极为广泛的应用，一般情况下只需获得物料的表面位置加以记录和储存；随着生产自动化程度的提高，在液位数据测量的前提下进行控制与调节，以保证自动化生产能够自动控制在最佳状态；在现代化的企业生产过程中，计算机用于生产控制中心已越来越普及，人们都采用计算机控制系统对生产进行各种综合控制与管理、所以液位测量技术也随之提出更高的要求，要求测量对象广、精度高、可靠性好、对测量环境要求低、实用性强等。

目前已有多种液位测量方法，包括：

●磁性浮子：将磁体安装在一个随容器液位变化而移动的浮子上，并会促发杆体中密封的“舌簧开关”。这种解决方案具有很高的可重复性，但由于磁浮子的可移动性，因此寿命较短，可靠性也较低。

●超声波传感：传感器传输到液体表面的超声波信号与反射的回波信号之间的延迟被转换为相关容器的液位。此类系统可以探测的最大液位取决于收发器的结构。测量会受到温度、压力和湿度等环境因素变化的影响。

●导电测量：此类设备通过两个导电电极测量传导性。这种方法比前两种更可靠，但无法用于可燃液体。

显然，制造商需要更强大、更可靠、更精确且用途更广泛的液位测量技术。电容感应技术可以满足这些需求。它不使用任何运动部件，能够安全地用于易燃材料，且不会轻易受到环境变化的影响。

电容感应技术是液位监测的可靠方法之一。一般用于测量导电液体的电容式液位传感器利用液体本身具有的导电性，构成一个虚拟电容极板，与测量极板之间形成随着液位改变的电容，利用电路谐振原理，进行电容-频率转换(C-F转换)，测出电容值，再利用被测对象的物质的导电率，将液位变化转换成静电电容变化来测量的一种液位测量装置。但是具有一定的局限性，对导电介质、介质浓度改变诱发的介电常数的改变及粘性介质易产生的挂料现象等比较敏感，容易产生较大的测量误差。

实用新型内容

本实用新型目的是：提供一种电容式自适应通用液位测量装置，克服现有液位传感器的缺陷，实现液位测量的精度更高、更安全、通用性更好的目的。

本实用新型的技术方案是：一种电容式自适应通用液位测量装置，包括：

电容传感器模块，包括设置于被测液体中的液位传感器、设置于被测液体液面上方的第一环境传感器和设置于被测液体正常最低液面下方的液体传感器，所述液位传感器采集反映液位变化的电容值，所述第一环境传感器采集其所处环境无液体状态的电容值，所述液体传感器测得其所在位置被液体浸没状态下的电容值；

转换模块，与所述电容传感器模块连接，将电容传感器模块采集的电容值转换为频率信号并数字输出；

数据收集和处理模块，与所述转换模块的输出端连接，将所述转换模块输出的数据处理并得到被测液体的液位高度；

电源模块，为上述电容传感器模块、转换模块、数据收集和处理模块供电。

在一个实施例中，还包括第二环境传感器，设置于容器内高度方向上第一环境传感器和液体传感器之间，测得其所在位置的电容值。