[发明专利]一种基于电容式传感器的液位测量装置

说明书

本发明公开了一种基于电容式传感器的液位测量装置，电容检测单元，在贮罐中设置有用来检测贮罐中液位的多个电容式传感器，在垂直不同高度设置有对液位检测点进行实时电容数据检测的液位电容式传感器；初始化单元，初始化空载时的电容量和满载时的电容值；控制芯片单元，制所述的多个电容式传感器对罐内环境电容数据周期性测量，由此得出当前定点液位的状态，是否液体已经到达定点处的液位高度判断；同时在罐顶设置检测气体的电容式传感器，统计出气体中电容量随传感器中液化天然气液位变化的变化曲线，通过所述检测气体的电容式传感器测量的电容值，辅助计算出当前液面的高度。本发明结构简单，引线少，提高了装置可靠性。

技术领域

本发明涉及液面检测技术领域，尤其涉及一种基于电容式传感器的液位测量装置。

背景技术

定点液位检测是对几个固定位置的液位进行测量，如上、下限指示，分段液位指示等。液位测量方法很多，有电容法、电阻法、磁致伸缩法、磁翻板法、振动法、浮子液位计法、激光液位法、光纤液位法、压差法等、液位开关法、安全阀法、伺服液位计法等。

差压法是目前最常用的测量储罐内液位的方法之一,该方法只有在液体密度恒定不变的条件下才能保证测量的准确性，实际情况液体密度是液体组份和温度的多元函数，当液体组份和温度变化会导致密度改变。

超声波测量液位的方法比较多，其中应用比较广泛的是脉冲回波法。超声波的传播速度受介质的密度、压力、温度、浓度等因素影响。超声波法液位测量结构简单，方便安装及维护，属于非接触式测量，可用于有毒、腐蚀性气体、高粘性液体的液位测量，但不宜用于含气泡或固体颗粒的液体。

光纤液位测量具有灵敏度高、响应速度快、抗电磁干扰、耐腐蚀，尤其适用于易燃易爆的恶劣环境，适用于多种液体的液位测量。其缺点是不能探测污浊液体以及会粘附在测头表面的粘稠物质的液位。激光脉冲法液位测量是将检测信号施加于安全功率的激光上，适用在油罐液位测量等易燃易爆的环境，具有很好的安全性，同时无活动部件，维护方便，系统抗干扰性强，价格相对较低。不足之处，光学镜头易受污染，影响测量结果。雷达波法测量液位可用于腐蚀性、高黏度和有毒液体的液位以及固体料位的测量，测量装置没有可动部件，无测量盲区，雷达波传播速度取决于介质的相对介电常数和磁导率，因此不受温度、压力等影响，属于非接触测量，实时性好。不足之处，价格较高。

液位检测仪的上述检测方法存在如下缺点：液化天然气的品质会因产地等因素的不同而有差异，其中，不同品质的液化天然气的介电常数的差异对电容式传感器电容量的影响最大。对于某个确定的贮罐而言，其所配置的液位检测仪在正式投入使用前就已调试好，在调试过程中通常只能选用一种确定的液化天然气——假设为液化天然气D，也就是说，在实际投入使用前，液位检测仪中所存储的满载电容量CA是根据液化天然气D的介电常数计算出来的，满载电容量CA是固定不变的。那么，在实际使用中，贮罐中所灌装的液化天然气的介电常数与液化天然气D的介电常数越接近，液位检测仪所显示出的液位就越接近于贮罐中的实际液位，即其检测结果就越准确；当贮罐中所灌装的液化天然气的介电常数与液化天然气D的介电常数偏离过多时，由于满载电容量CA是固定不变的，而实时电容量CS却会随LNG介电常数的变化而发生较大的变化，造成上述的检测方法无法准确地检测出贮罐中液化天然气的液位，就会给贮罐的正常灌装、运输和使用带来诸多不便。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明公开了一种基于电容式传感器的液位测量装置，电容检测单元，在贮罐中设置有用来检测贮罐中液位的多个电容式传感器，在垂直不同高度设置有对液位检测点进行实时电容数据检测的液位电容式传感器；初始化单元，初始化空载时的电容量和满载时的电容值；控制芯片单元，控制所述的多个电容式传感器对罐内环境电容数据周期性测量，由此得出当前定点液位的状态，是否液体已经到达定点处的液位高度判断；同时在罐顶设置检测气体的电容式传感器，统计出气体中电容量随传感器中液化天然气液位变化的变化曲线，通过所述检测气体的电容式传感器测量的电容值，辅助计算出当前液面的高度。