電容式液位傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種液位測(cè)量裝置，尤其涉及一種電容式液位傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]物位包括液位和料位兩類。液位又包括液位信號(hào)器和連續(xù)液位測(cè)量?jī)煞N。液位信號(hào)器是對(duì)幾個(gè)固定位置的液位進(jìn)行測(cè)量，用于液位的上、下限報(bào)警等。連續(xù)液位測(cè)量是對(duì)液位連續(xù)地進(jìn)行測(cè)量，它廣泛地應(yīng)用于石油、化工、食品加工等諸多領(lǐng)域，具有非常重要的意義。
[0003]目前，應(yīng)用于連續(xù)液位測(cè)量的方法有20多種，其中包括人工檢尺法、浮球法、伺服法、靜壓法、磁致伸縮法、超聲波法、光纖傳感器法和電容法等等。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)該根據(jù)價(jià)格、測(cè)量精度、被測(cè)介質(zhì)的特點(diǎn)等因素，合理選擇液位儀的種類。雖然有這么多的測(cè)量方法可供選擇，但是在某些應(yīng)用條件下，仍然難以達(dá)到使用條件的要求。例如:在對(duì)通訊用后備電源一一柴油發(fā)電機(jī)油箱油位的檢測(cè)中，就面臨下面幾個(gè)問(wèn)題:
[0004]1.使用條件要求為無(wú)人值守，因此類似于玻璃管法、人工檢尺法等這類需要人員參與的非電量測(cè)量方法是不適用的；
[0005]2.采用靜壓法或間接利用液體壓力來(lái)測(cè)量的，如光纖傳感器、投入式液位傳感器等儀表，由于傳感器必須放置于容器底部，且壓力傳遞材料為彈性膜片，該膜片易受固體沉淀物的損傷或封堵，造成壓力傳遞不暢等影響，因此實(shí)際使用時(shí)會(huì)有液位波動(dòng)、測(cè)量偏差大等問(wèn)題；
[0006]3.目前高精度的液位測(cè)量設(shè)計(jì)普遍成本較高。
[0007]現(xiàn)有的電容式傳感器，通常采用兩種相同的電極(如圖1所示)，通過(guò)測(cè)量電容值C，計(jì)算液位高度h，h = C*d/ ε /w，上述測(cè)量原理成立的前提是除C之外，其他都為固定值，而在使用過(guò)程中，所測(cè)液體的節(jié)點(diǎn)常數(shù)ε會(huì)因?yàn)闈崈舫潭?，溫度變化而不同，這樣就會(huì)影響測(cè)量，帶來(lái)比較大的誤差。
[0008]有鑒于上述的缺陷，本設(shè)計(jì)人，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種電容式液位傳感器，使其更具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種使用簡(jiǎn)單、方便，成本低，測(cè)量準(zhǔn)確度較高的電容式液位傳感器。
[0010]本實(shí)用新型提出的一種電容式液位傳感器，包括電極Α、電極Β和第一、二引出線纜，所述第一、二引出線纜分別電性連接在所述電極Α和所述電極Β上，其特征在于:所述電極A為連續(xù)平面電極，所述電極B為分段式平面電極，所述電極B由N個(gè)小電極間隔組成，N為自然數(shù)，所述電極A與所述電極B之間形成N個(gè)電容。
[0011]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述N個(gè)小電極均為等寬、等高的平面電極。
[0012]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述N個(gè)小電極均勻間隔并排分布在所述電極B上。
[0013]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電極A與所述電極B的尺寸完全相同。
[0014]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述Ν為自然數(shù)8。
[0015]借由上述方案，本實(shí)用新型至少具有以下優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型提出的電容式液位傳感器帶有自補(bǔ)償功能，抵消了因?yàn)榄h(huán)境，介質(zhì)差異帶來(lái)的系統(tǒng)誤差，極大的提高了系統(tǒng)精度和可靠性，并且制造成本低，使用簡(jiǎn)單、方便。
[0016]上述說(shuō)明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為現(xiàn)有的電容式傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型電容式液位傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]其中:1_電極Α ;2_電極B ;3_第一引出線纜；4_第二引出線纜。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本實(shí)用新型，但不用來(lái)限制本實(shí)用新型的范圍。
[0021]實(shí)施例:一種電容式液位傳感器，包括電極A 1、電極B 2和第一、二引出線纜3、4，所述第一、二引出線纜分別電性連接在所述電極A和所述電極B上，所述電極A為連續(xù)平面電極，所述電極B為分段式平面電極，所述電極B由N個(gè)小電極間隔組成，N為自然數(shù)，所述電極A與所述電極B之間形成N個(gè)電容。
[0022]所述N個(gè)小電極均為等寬、等高的平面電極。
[0023]所述N個(gè)小電極均勻間隔并排分布在所述電極B上。
[0024]所述電極A與所述電極B的尺寸完全相同。
[0025]所述N為自然數(shù)8。
[0026]電容式液位傳感器利用液位的變化使電容值改變的原理進(jìn)行測(cè)量。
[0027]電容式液位計(jì)基本計(jì)算公式如下:
[0028]C = ε *w*h/d......公式 1
[0029]式中:C—電容值
[0030]ε 一液體電介系數(shù)
[0031]h—液位高度
[0032]w-電極寬度
[0033]d—兩個(gè)電極之間距離
[0034]當(dāng)液位高度h發(fā)生變化時(shí)，電容C會(huì)變化，通過(guò)測(cè)量電容值C，即可計(jì)算出液位高度h:
[0035]h = C*d/ε/w......公式 2
[0036]實(shí)際測(cè)量中，通常會(huì)有這樣的場(chǎng)景，η個(gè)小電極全淹沒(méi)，1個(gè)電極淹沒(méi)了一部分，m個(gè)電極無(wú)液體淹沒(méi)。我們可以通過(guò)采集連續(xù)排列的電容值相同判定該電極被淹。全淹沒(méi)的小電極電容cf= ε r*w*l/d，從而計(jì)算出被測(cè)液體實(shí)時(shí)的介電常數(shù)
[0037]ε r= C f*d/ (w*l)......公式 3
[0038]淹沒(méi)一部分的電容值Cs，則該電容淹沒(méi)高度h:
[0039]h = Cs*d/ ( ε r*w)......公式 4
[0040]將公式3帶入公式4，
[0041]h = Cs*l/Cf......公式 5
[0042]實(shí)際液位總高度Η:
[0043]H = n*l+h = (n+Cs/Cf)*l......公式 6
[0044]通過(guò)公式6可以看出，本實(shí)用新型的電容式液位傳感器帶有自補(bǔ)償功能，抵消了因?yàn)榄h(huán)境，介質(zhì)差異帶來(lái)的系統(tǒng)誤差，極大的提高了系統(tǒng)精度和可靠性。
[0045]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，并不用于限制本實(shí)用新型，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電容式液位傳感器，包括電極A、電極B和第一、二引出線纜，所述第一、二引出線纜分別電性連接在所述電極A和所述電極B上，其特征在于:所述電極A為連續(xù)平面電極，所述電極B為分段式平面電極，所述電極B由N個(gè)小電極間隔組成，N為自然數(shù)，所述電極A與所述電極B之間形成N個(gè)電容。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式液位傳感器，其特征在于:所述N個(gè)小電極均為等寬、等高的平面電極。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容式液位傳感器，其特征在于:所述N個(gè)小電極均勻間隔并排分布在所述電極B上。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電容式液位傳感器，其特征在于:所述電極A與所述電極B的尺寸完全相同。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電容式液位傳感器，其特征在于:所述N為自然數(shù)8。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電容式液位傳感器，包括電極A、電極B和第一、二引出線纜，所述第一、二引出線纜分別電性連接在所述電極A和所述電極B上，所述電極A為連續(xù)平面電極，所述電極B為分段式平面電極，所述電極B由N個(gè)小電極間隔組成，N為自然數(shù)，所述電極A與所述電極B之間形成N個(gè)電容，該電容式液位傳感器帶有自補(bǔ)償功能，抵消了因?yàn)榄h(huán)境，介質(zhì)差異帶來(lái)的系統(tǒng)誤差，極大的提高了系統(tǒng)精度和可靠性，并且制造成本低，使用簡(jiǎn)單、方便。
【IPC分類】G01F23/26
【公開(kāi)號(hào)】CN205091026
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520718259
【發(fā)明人】付俊, 常偉, 籍慶校, 戴煊龍
【申請(qǐng)人】寶力馬（蘇州）傳感技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月16日
【申請(qǐng)日】2015年9月16日