本實用新型涉及一種液位檢測的系統(tǒng)及方法，尤其涉及一種新型電容式傳感器液位檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

定點液位檢測是對幾個固定位置的液位進行測量， 如上 、 下限指示 ，分段液位指示等。 液位測量方法很多，有電容法、電阻法、磁致伸縮法、磁翻板法、振動法、浮子液位計法、激光液位法、光纖液位法、壓差法等、液位開關(guān)法、安全 閥法、伺服液位計法等。

差壓法是目前最常用的測量儲罐內(nèi)液位的方法之一, 該方法只有在液體密度恒定不變的條件下才能保證測量的準確性，實際情況液體密度是液體組份和溫度的多元函數(shù)，當液體組份和溫度變化會導致密度改變。

超聲波測量液位的方法比較多，其中應用比較廣泛的是脈沖回波法。超聲波的傳播速度受介質(zhì)的密度、壓力、溫度、濃度等因素影響。超聲波法液位測量結(jié)構(gòu)簡單，方便安裝及維護，屬于非接觸式測量，可用于有毒、腐蝕性氣體、 高粘性液體的液位測量， 但不宜用于含氣泡或固體顆粒的液體。

光纖液位測量具有靈敏度高、響應速度快、抗電磁干擾、 耐腐蝕，尤其適用于易燃易爆的惡劣環(huán)境，適用于多種液體的液位測量。其缺點是不能探測污濁液體以及會粘附在測頭表面的粘稠物質(zhì)的液位。

激光脈沖法液位測量是將檢測信號施加于安全功率的激光上，適用在油罐液位測量等易燃易爆的環(huán)境，具有很好的安全性，同時無活動部件，維護方便，系統(tǒng)抗干擾性強，價格相對較低。不足之處，光學鏡頭易受污染，影響測量結(jié)果。

雷達波法測量液位可用于腐蝕性、高黏度和有毒液體的液位以及固體料位的測量，測量裝置沒有可動部件，無測量盲區(qū)，雷達波傳播速度取決于介質(zhì)的相對介電常數(shù)和磁導率，因此不受溫度、壓力等影響，屬于非接觸測量，實時性好。不足之處，價格較高。。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型目的在于，針對以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，防腐蝕及污染，測量精度高的非接觸式電容式傳感器液位檢測系統(tǒng)。

本實用新型目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)，一種新型電容式傳感器液位檢測系統(tǒng)，包括：

電容檢測單元：至少具有一個對液位檢測點進行實時電容數(shù)據(jù)檢測的液位檢測端；

控制芯片單元：用于對電容檢測單元的液位檢測端的環(huán)境電容數(shù)據(jù)及實時電容數(shù)據(jù)進行多次檢測、比較、并實時進行環(huán)境變化的自適應數(shù)據(jù)反饋，由此得出當前標定液位的狀態(tài)，以及是否液體已經(jīng)到達所標定的液位高度判斷；

輸出顯示單元：用于接受控制芯片單元的信號，給出相應的液位狀態(tài)信號；

電源單元：用于為系統(tǒng)提供單利電源；

電容檢測單元與控制芯片單元的檢測信號輸入端相聯(lián)接，輸出顯示單元與控制芯片單元的信號輸出端相聯(lián)接。

所述的新型電容式傳感器液位檢測系統(tǒng)，其電容檢測單元中設(shè)置有用于檢測靈敏度調(diào)整的靈敏度調(diào)整電容。

所述的新型電容式傳感器液位檢測系統(tǒng)，其系統(tǒng)還包括有存儲單元，用于存儲檢測單元的檢測數(shù)據(jù)及控制芯片單元的數(shù)據(jù)。

所述的新型電容式傳感器液位檢測系統(tǒng)，其電容檢測單元的液位檢測端由檢測電極T及電阻R串聯(lián)組成，電阻R的另一端接控制芯片單元的檢測信號輸入端。

所述的新型電容式傳感器液位檢測系統(tǒng)，其控制芯片單元是 具有電容檢測功能的控制器或單片機。

所述的新型電容式傳感器液位檢測系統(tǒng)，其輸出顯示單元可以是顯示屏、打印設(shè)備、燈光或聲顯設(shè)備。

本實用新型所涉及的技術(shù)，屬于非接觸測量，檢測是通過電容變化的情況而獲知液位狀態(tài)。此電容變化不受液體的密度、化學特性等影響，是一種安全、低成本、實用性高的液位檢測技術(shù)?？蓮V泛使用于帶電解質(zhì)的任何液位的液位測量，工業(yè)，農(nóng)業(yè)，日常生活，都可以使用；無毒無污染也不受污染，安全方便。

附圖說明：

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)原理示意框圖；

圖2為本實用新型的電路示意圖；

圖3為本實用新型的程序框圖。

具體實施例：

如圖1、圖2所示為本實用新型的結(jié)構(gòu)原理示意框圖；包括電容檢測單元10、控制芯片單元11、輸出顯示單元12、數(shù)據(jù)存儲單元13及電源單元14。 其中數(shù)據(jù)存儲單元，是根據(jù)不同的控制器本身的特性而做相應的調(diào)整，即有的控制器本身含有EEPROM單元，則無需外掛額外的EEPROM; 而如果所選取的控制器本身不具有EEPROM單元，則必須外掛單獨的EEPROM芯片。

電容檢測單元10設(shè)有多個對液位檢測點進行實時電容數(shù)據(jù)檢測的液位檢測端T1、T2、T3-----Tn,其檢測端的多少根據(jù)液位檢測點來確定。液位檢測端T1、T2、T3-----Tn分別通過電阻Ｒ１、Ｒ2、Ｒ3-----Ｒn與控制芯片單元11的檢測信號輸入端SENS1、 SENS2、

SENS3----- SENSn相接。檢測電極T的構(gòu)成，具體的方法就是構(gòu)成能夠隨液位變化而產(chǎn)生電容變化的部件，可以是PCB板上的銅箔，也可以是外接金屬導體，或者其他能隨液位變化而產(chǎn)生電容量變化的任何具有導電性的材料?；驹硎牵寒敓o液體時，電容的讀數(shù)值相對穩(wěn)定并比較大，當有液體到達檢測電極對應高度時，該電極的電容讀數(shù)值是減小的，故而只需要監(jiān)測該電極的電容讀數(shù)的變化，即可判定液位是否達標，從而達到液位狀態(tài)指示或者液位定量指示的目的。

為了準確的判斷液位達標時的固定差值，在系統(tǒng)初始化時，可通過調(diào)節(jié)電容Ｃ2設(shè)定適應的液位達標時的固定差值△Tup。

圖2中Ｃ1為濾波電容，本實施例中，控制芯片單元11選擇型號為ADATW08ＩＣ芯片。用于對電容檢測單元10的液位檢測端環(huán)境電容數(shù)據(jù)及實時電容數(shù)據(jù)進行多次檢測、比較、并實時進行環(huán)境變化的自適應數(shù)據(jù)反饋，由此得出當前定點液位的狀態(tài)，是否液體已經(jīng)到達定點處的液位高度判斷。

輸出顯示單元12的輸入端分別接控制芯片單元11的信號輸出端IO1、 IO2、 IO3、---- IOn，控制芯片單元11的信號輸出端連續(xù)輸出液位的數(shù)據(jù)結(jié)果，可以以各種被需要的數(shù)據(jù)形式輸出。比如IIC方式、串口方式、TTL電平方式等。

其輸出顯示單元12，可以是顯示屏、打印設(shè)備、燈光或聲顯設(shè)備的一種或多種。

如圖3所示，為本實用新型的程序框圖。圖中步驟20開始，上電，整個系統(tǒng)準備啟動，步驟21對本控制器的系統(tǒng)進行初始化，同時找準無液參比值A(chǔ)或準備無液參比值A(chǔ)的獲取。步驟22是判斷當前是否需要環(huán)境校正動作，若需要，步驟23進行環(huán)境校正，然后進入步驟25的正式液位檢測環(huán)節(jié)。若不需要校正環(huán)境值，則進入24直接獲取無液參比值A(chǔ)，此數(shù)據(jù)A非常重要。步驟26對數(shù)據(jù)A和數(shù)據(jù)B進行比較運算，同時啟動對參考數(shù)據(jù)的自適應補償運算，以確保環(huán)境數(shù)據(jù)與液位數(shù)據(jù)之前有相對準確的數(shù)學關(guān)系。

在A>B及A<B比對時，查看液位是否已經(jīng)處于達標狀態(tài)，通常軟件內(nèi)會設(shè)置液位達標狀態(tài)標志位來指示液位所處的狀態(tài)，當液位達標判斷條件滿足時，就會將液位達標狀態(tài)標志位置1，否則清0。查看液位達標狀態(tài)就是通過查詢液位達標狀態(tài)標志位來實現(xiàn)的。

在A<B比對時，用(A+B)/2替代A,作為保存值，返回至25，是適應環(huán)境，使保存的計數(shù)值以相對較慢的速度逼近真實讀數(shù)，其作用主要是在一定程度上區(qū)分液位緩慢增加和環(huán)境的緩慢變化。

△Tup是判斷液位達標時的固定差值，該差值由初始化時設(shè)定，可通過調(diào)節(jié)電容C2對軟件設(shè)定適應。

△Tdn是判斷液位不達標時的固定差值，該差值由初始化時設(shè)定，可通過調(diào)節(jié)電容C2對軟件設(shè)定適應。

△Tadp是判斷是否要適應環(huán)境變化的固定差值，該差值由初始化時設(shè)定，可通過調(diào)節(jié)電容C2對軟件設(shè)定適應。

在程序此計數(shù)狀態(tài)連續(xù)出現(xiàn)次數(shù)是否超過50次（此檢測次數(shù)可以根據(jù)實際應用需要進行增加或減少）中，如果連續(xù)50次都判斷到(A-B)大于自適應固定差值，又小于判斷液位達標的固定差值，那么可認為是外界環(huán)境(溫度、濕度等環(huán)境因素)發(fā)生了變化引起可能性比較大的，就將保存的計數(shù)值緩慢逼近真實環(huán)境值。