采用矩陣電容高精變掃描油位測量傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種采用矩陣電容高精變掃描油位測量傳感器，用以解決傳統(tǒng)油位測量傳感器精度低、功耗大、機械部件多、安裝麻煩及針對不同油品測量誤差大的問題，包括電極桿、與電極桿相連接的信號處理裝置及用于保護信號處理裝置的電器盒，所述電極桿通過電極連接件與所述電器盒相連接，所述電極桿包括內(nèi)電極和外電極，所述內(nèi)電極通過一個電極支撐與所述外電極相連接，所述內(nèi)電極包括兩個或以上的金屬片及一個支撐圓棒，所述金屬片穿過所述支撐圓棒并與所述支撐圓棒固定連接，所述每個金屬片上設有一個引線，所述引線通過支撐圓棒引出，供信號處理裝置采集信號；所述電器盒包括殼體、位于殼體上下兩端的上蓋和下蓋，所述上蓋及所述下蓋與所述殼體固定連接。
【專利說明】采用矩陣電容高精變掃描油位測量傳感器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種油位測量傳感器，尤其涉及一種采用矩陣電容高精變掃描油位測量傳感器，屬于油位測量領域。
【背景技術】
[0002]目前，在油位測量領域，不同原理技術的產(chǎn)品層出不窮，但是都存在以下幾個缺點:1，精度差，基本在5%左右。2，功耗大，電流在幾十毫安到100多毫安不等。3，機械部件多，存在機械振動造成故障率高。4，安裝麻煩。5，不能識別不同油品的油造成不同油品的測量結果誤差大，比如97號汽油和O號柴油。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種采用矩陣電容高精變掃描油位測量傳感器，解決了傳統(tǒng)油位測量傳感器精度低、功耗大、機械部件多、安裝麻煩及針對不同油品測量誤差大的問題。
[0004]本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下:一種采用矩陣電容高精變掃描油位測量傳感器，包括電極桿、與電極桿相連接的信號處理裝置及用于保護信號處理裝置的電器盒，所述電極桿通過電極連接件與所述電器盒相連接，所述電極桿包括內(nèi)電極和外電極，所述內(nèi)電極通過一個電極支撐與所述外電極相連接，所述內(nèi)電極包括兩個或以上的金屬片及一個支撐圓棒，所述金屬片穿過所述支撐圓棒并與所述支撐圓棒固定連接，所述每個金屬片上設有一個弓丨線，所述引線通過支撐圓棒引出，供信號處理裝置采集信號。
[0005]進一步的，所述金屬片之間設有0.1-1mm的距離。
[0006]進一步的，所述電器盒包括殼體、位于殼體上下兩端的上蓋和下蓋，所述上蓋及所述下蓋與所述殼體固定連接。
[0007]進一步的，所述上蓋上設有一個信號顯示裝置，所述信號顯示裝置固定于所述上蓋的一面，并通過導線穿過所述上蓋與所述信號處理裝置相連接。
[0008]進一步的，所述殼體下端設有接線端子。
[0009]進一步的，所述接線端子為防水接頭。
[0010]進一步的，所述電極桿與所述電極連接件之間設有一個用于固定的法蘭。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用矩陣電容掃描技術的做成的油位測量傳感器，結構包含電器盒，電極桿，法蘭，電路，密封圈。其中電極桿拋棄傳統(tǒng)的單電極，采用多電極，利用掃描的方法，綜合溫度高度介質(zhì)分析判斷當前油位，利用分段判斷液體的高度方法比之前的單段分析液位的方法在精度上提高，誤差降低。實現(xiàn)了高精度的測量，同時也降低了溫漂；利用電容掃描的原理測量液位，同時解決了當液體的介質(zhì)發(fā)生變化時，能夠自動適應不同介質(zhì)的變化，能夠適應不同介質(zhì)的液體。
【專利附圖】

【附圖說明】[0012]圖1為本發(fā)明的結構示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明的外部結構示意圖；
[0014]圖3為本發(fā)明內(nèi)電極的結構示意圖。
[0015]其中，1、電極桿；2、信號處理裝置；3、電器盒；4、內(nèi)電極；5、外電極；6、電極支撐；
7、金屬片；8、支撐圓棒；9、引線；10、殼體；11、上蓋；12、下蓋；13、信號顯示裝置；14、法蘭；
15、接線端子；16、電極連接件。
【具體實施方式】
[0016]以下結合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0017]一種采用矩陣電容高精變掃描油位測量傳感器，包括電極桿1、與電極桿I相連接的信號處理裝置2及用于保護信號處理裝置2的電器盒3，所述電極桿I通過電極連接件16與所述電器盒3相連接，所述電極桿I包括內(nèi)電極4和外電極5，所述內(nèi)電極4通過一個電極支撐6與所述外電極5相連接，所述內(nèi)電極4包括兩個或以上的金屬片7及一個支撐圓棒8，所述金屬片7穿過所述支撐圓棒8并與所述支撐圓棒8固定連接，所述每個金屬片7上設有一個引線9，所述引線9通過支撐圓棒8引出，供信號處理裝置2采集信號。
[0018]所述金屬片7之間設有0.1-1mm的距離。
[0019]所述電器盒3包括殼體10、位于殼體10上下兩端的上蓋11和下蓋12，所述上蓋11及所述下蓋12與所述殼體10固定連接。
[0020]所述上蓋11上設有一個信號顯示裝置13，所述信號顯示裝置13固定于所述上蓋11的一面，并通過導線穿過所述上蓋11與所述信號處理裝置2相連接。
[0021]所述殼體10下端設有接線端子15。
[0022]所述接線端子15為防水接頭。
[0023]所述電極桿I與所述電極連接件之間設有一個用于固定的法蘭14。
[0024]本發(fā)明的實施方式如下:
[0025]內(nèi)電極4由一個支撐圓棒8和N個不同位置的金屬片7組成，金屬片7長、寬、高，材質(zhì)等完全相同。把金屬片7均勻的分布在支撐圓棒8上面，金屬片7之間的間距為0.5毫米，每個金屬片7通過一個引線9引出，供信號處理裝置2采集信號。
[0026]假如，金屬片7的高度為
[0027]L1=L2............=LN,
[0028]那么內(nèi)電極4的總高度
[0029]L 總=L1+L2+............+LN ；
[0030]我們假設每一段金屬片7在空氣中的容量為CxL，液位完全淹沒在液體中的容量為CxH，當被測量介質(zhì)在某一段的范圍內(nèi)時，其最大變化量
[0031]Ax=CxH-CxL
[0032]已知某一段的電容變化量Λχ，測量電容Cx，本段的長度L，那么根據(jù)尺度變換可以得到當前段金屬片7所浸沒液體的高度Lx:
[0033]Lx= [L* (Cx-CxL) ]/Δ X;
[0034]根據(jù)以上分析計算，得到了某一段金屬片7被液體浸沒的高度。[0035]已知第一段的高度為LI，第二段的高度為L2，依次為L3，L4，............LN。
[0036]假如液體浸沒第一段時，第一段的高度為Llx，浸沒第二段時，第二段的高度為L2x，浸沒第三段時，第三段的高度為L3x，依次為L4x，......LNx。
[0037]已知當?shù)谝欢伪灰后w浸沒時，其他段為空氣時，得到L總，
[0038]L 總=Llx;
[0039]當?shù)诙伪灰后w浸沒時，第一段金屬片7必定全部浸沒在液體中，那么L總為，
[0040]L 總=L1+L2x ；
[0041]當?shù)谌伪灰后w浸沒時，第一段，第二段金屬片7必定全部浸沒在液體中，那么L總為，
[0042]L 總=L1+L2+L3x ；
[0043]當?shù)谒亩伪灰后w浸沒時，第一段，第二段，第三段金屬片7必定全部浸沒在液體中，那么L總為，
[0044]L 總=L1+L2+L3+L4x ；
[0045]依次類推:當液體浸沒第N段時，
[0046]L 總=L1+L2+L3+L4.........+LNx ；
[0047]這樣利用分段判斷液體的高度方法比之前的單段分析液位的方法在精度上提高了原來的N倍，誤差為原來誤差的1/N，實現(xiàn)了高精度的測量，同時也降低了溫漂。
[0048]利用電容掃描的原理測量液位，同時解決了當液體的介質(zhì)發(fā)生變化時，能夠自動適應不同介質(zhì)的變化，原理如下:
[0049]假設第一段金屬片7在空氣中的容量為ClxL，液位完全淹沒在液體中的容量為ClxH,第一段的的高度為L，當被測量介質(zhì)在第一段的范圍內(nèi)時，那么他的變化比δ為，
[0050]δ =(ClxH-ClxL)/L,
[0051]假設電極的N段電容材質(zhì)，高度，寬度，長度都完全一樣，那么可以得到N段的變化比都相同。根據(jù)這一原理，當介質(zhì)變化時，他的變比也發(fā)生變化，這樣根據(jù)第一段的變比可以推算其他段的變比，根據(jù)變比可以推算出液體的高度，這樣就實現(xiàn)了自動適應不同介質(zhì)的功能。
[0052]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種采用矩陣電容高精變掃描油位測量傳感器，包括電極桿、與電極桿相連接的信號處理裝置及用于保護信號處理裝置的電器盒，所述電極桿通過電極連接件與所述電器盒相連接，其特征在于:所述電極桿包括內(nèi)電極和外電極，所述內(nèi)電極通過一個電極支撐與所述外電極相連接，所述內(nèi)電極包括兩個或以上的金屬片及一個支撐圓棒，所述金屬片穿過所述支撐圓棒并與所述支撐圓棒固定連接，所述每個金屬片上設有一個引線，所述引線通過支撐圓棒引出，供信號處理裝置采集信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的采用矩陣電容高精變掃描油位測量傳感器，其特征在于:所述金屬片之間設有0.1-1mm的距離。
3.根據(jù)權利要求1所述的采用矩陣電容高精變掃描油位測量傳感器，其特征在于:所述電器盒包括殼體、位于殼體上下兩端的上蓋和下蓋，所述上蓋及所述下蓋與所述殼體固定連接。
4.根據(jù)權利要求3所述的采用矩陣電容高精變掃描油位測量傳感器，其特征在于:所述殼體上端上設有一個信號顯示裝置，所述信號顯示裝置通過導線穿過所述上蓋與所述信號處理裝置相連接。
5.根據(jù)權利要求3所述的采用矩陣電容高精變掃描油位測量傳感器，其特征在于:所述殼體下端設有接線端子。
6.根據(jù)權利要求5所述的采用矩陣電容高精變掃描油位測量傳感器，其特征在于:所述接線端子為防水接頭。
7.根據(jù)權利要求1所述的采用矩陣電容高精變掃描油位測量傳感器，其特征在于:所述電極桿與所述電極連接件之間設有一個用于固定的法蘭。
【文檔編號】G01F23/26GK103913207SQ201410110575
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月24日 優(yōu)先權日:2014年3月24日
【發(fā)明者】魏社穩(wěn), 劉斌, 郭帥 申請人:鄭州科達自動化工程有限公司