[实用新型]容器和具有流体料位传感器的设备

说明书

本实用新型涉及一种容器和具有流体料位传感器的设备。示例性容器包括：腔体，保持可流动材料；和平面电极配置，其中驱动电极围绕两个三角形感测电极中的每一者，两个三角形感测电极具有相同的竖直跨度，两个三角形感测电极中的第一者的基部在竖直跨度的底部处，并且两个三角形感测电极中的第二者的基部在竖直跨度的顶部处，平面电极配置在驱动电极与两个三角形感测电极中的第一者之间提供第一电容，并且进一步在驱动电极与两个三角形感测电极中的第二者之间提供第二电容，第一电容和第二电容各自指示可流动材料沿着竖直跨度的料位。

技术领域

本公开整体涉及电子传感器，具体地讲，涉及容器和具有流体料位传感器的设备，并且更具体地讲，涉及使用成形电极布置的材料料位传感器。

背景技术

可流动材料通常储存在容器中，这些可流动材料诸如液体、粉末以及全体自下而上适应于容器形状的其他材料。此类容器可呈现许多形式，包括贮仓、储罐、囊袋、盒子、广口瓶、瓶子、墨盒、管、小瓶、腔体和管。当此类容器位于远处、隐藏或在运动时，或在容器壁为刚性和/或不透明的情况下，通常希望为容器(或接收容器的装置)配备可检测在容器中可流动材料的料位的传感器。

如本文所用，术语“料位”是指可流动材料的顶表面的竖直位置，并且根据容器的形状以及根据顶表面的形貌、运动和组成，该位置可为近似的(例如，顶表面上的最高点与最低点之间的范围内的任何地方)，平均的(例如，在空间和时间维度上)，或与顶表面的特定位置特性(例如，弯月面、形貌最大值、时窗最小值)相对应。此类变化一般是设计选项，在给予适当校准的情况下，料位感测系统的设计者可随意实现这些设计选项。

传统料位传感器设计通常需要运动部件，这些运动部件易受摩擦、腐蚀和污垢或碎屑堆积的影响，这些影响因素各自可以以向所测量的料位中引入不确定性的方式改变传感器的操作。不需要运动部件的设计通常依赖于可流动材料的物理特性，并且当此类物理性质变化(例如，由于温度改变)时，无法补偿此类变化的设计同样易受测量不确定性的影响。纳入对此类影响的补偿通常会给料位感测系统带来非期望的复杂性和成本。

发明内容

为了在不依赖于运动部件和/或对物理性质变化的复杂和昂贵的补偿的情况下解决测量可流动材料料位的问题，本文公开了允许对可流动材料的物理特性中的变化进行补偿的稳健料位感测系统的廉价实现的设计和技术。

根据本申请的一个方面，提供了容器，其特征在于包括：保持可流动材料的腔体；以及平面电极配置，其中驱动电极围绕两个三角形感测电极中的每一者，这两个三角形感测电极具有相同的竖直跨度，这两个三角形感测电极中的第一者在竖直跨度的底部处具有其基部，并且这两个三角形感测电极中的第二者在竖直跨度的顶部处具有其基部，该平面电极配置在驱动电极与这两个三角形感测电极中的第一者之间提供第一电容，并且进一步在驱动电极与这两个三角形感测电极中的第二者之间提供第二电容，该第一电容和该第二电容各自指示所述可流动材料沿着竖直跨度的料位。

在一个实施方案中，该容器的特征在于第一电容和第二电容的变化比率指示所述可流动材料的料位而对可流动材料的温度或电容率不敏感，这些变化是相对于空容器的电容确定的。

根据另一个方面，提供了具有流体料位传感器的设备，该传感器的特征在于包括：平面电极装置，该平面电极装置被定位成与用于保持可流动材料的腔体相邻，该装置包括：仅在共用的竖直范围内延伸的两个三角形感测电极，这两个三角形感测电极中的第一者在共用的竖直范围的顶部处具有其基部，并且这两个三角形感测电极中的第二者在共用的竖直范围的底部处具有其基部；和驱动电极，该驱动电极围绕这两个三角形感测电极中的每一者以便为这两个三角形感测电极中的第一者提供第一电容，并且为这两个三角形感测电极中的第二者提供第二电容，该第一电容具有指示在共用的竖直范围内所述可流动材料的料位的第一变化，并且该第二电容具有指示所述料位的第二变化；和电路，该电路耦接到平面电极装置以确定第一变化和第二变化的比率，该比率指示所述料位并且对可流动材料的温度和电容率不敏感。