[發明專利]導電性液體的液位測量方法及系統

有效

• 申請號: 200910050343.8
• 申請日: 2009-04-30
• 公開（公告）號: CN101566491A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發明（設計）人: 李斌;臧楠;沈天飛;王逸俊;李偉
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G01F23/22
• 分類號: G01F23/22;G01R27/22
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 何文欣

技術領域

本發明涉及一種導電性液體的液位測量方法及系統。

背景技術

當液體具有導電性時最簡單直接的方法是利用電極來測量液體的液位。根據這個特點，已有的可對導電性液體的液位進行動態測量的方法基本有兩類：一是以導體電極接觸到液體為標志，用隨動的電極對液體液位變化進行跟蹤式的測量，如專利200510019924.7等，特點是液位的測量可以與液體的電導率值無關，但隨動裝置的機構比較復雜；二是采用插在液體中的電極間的電阻值來測量液體液位，如專利01802236.7、00130050.4和01100074.0等，特點是系統的機構非常簡單，但這類方法的液位測量值是建立在液體電導率值固定的場合。專利200710037413.7采用兩個測量電極和兩個發訊電極的液位測量方法，實現了一種與液體電導率值無關的液位測量方法，這種用四個電極的測量方法主要是應用在非滿管電磁流量計的液位測量，由于電極數目較多，直接應用在明渠、水箱和儲存罐等液位測量時就會顯得比較復雜。

發明內容

本發明的目的是提供一種導電性液體的液位測量方法及系統，實現一種最多三個電極的與液體電導率值無關的液體液位測量方法及系統。同時有具有測量液體電導率值的能力。

為達到上述目的，本發明的構思是：應用一個發訊電極、一個測量電極和一個參考電極在液體中形成的信號關系，在一個發訊電極和參考電極間施加電信號X1，使測量電極和參考電極間有對應液位變化的電信號X2，根據電信號X1幅值和測量電極上電信號X2幅值的比值，可得出與液體電導率值無關的液體液位值；同時，通過測量發訊電極與參考電極間的電流值又可估計出液體的電導率值。當液體的容器是導體時，液體的容器即可直接作為本發明中的參考電極，使本發明更顯得簡單有效。

根據上述發明的構思，本發明采用以下技術方案：

一種導電性液體的液位測量方法，采用被測液位H在低液位H1至高液位H2間變化的導電性液體及其容器，與液體相接觸或在液體中的一個測量電極、一個發訊電極和一個參考電極；其特征在于在所述的測量電極從水平方向位于發訊電極與參考電極之間，發訊電極的水平高度低于低液位H1，在發訊電極和參考電極間施加電壓幅值V1的電信號X1，電信號X1通過液體的耦合，測量電極和參考電極兩端的電信號X2有與液體液位H變化相對應的電壓幅值V2。所述的電壓幅值V1與所述的電壓幅值V2的比值B與液體的電導率σ值無關且與液體的液位值H形成一一對應關系，從而測得液位H。當所述的測量電極與發訊電極的距離越小于測量電極與參考電極的距離時，比值B對應液體液位H的變化具有越大靈敏度。

在上述的導電性液體的液位測量方法中，所述的容器是導體時，直接把容器作為所述的參考電極。

在上述的導電性液體的液位測量方法中，所述的容器深度很深時，可直接在已有發訊電極上方增加發訊電極來擴充量程和提高測量精度。

在上述的導電性液體的液位測量方法中，為了使所述的測量電極、發訊電極和參考電極應不產生極化現象，施加在發訊電極和參考電極之間的電信號X1是正負交變的。

在上述的導電性液體的液位測量方法中，由所述的電信號X1使發訊電極和參考電極之間產生的對應電流值I，可得出液體1的電導率σ值：

σ=K1·IV1,]]>

式中K1是實驗確定的常數。

一種導電性液體的液位測量系統，應用于所述的導電性液體的液位測量方法，包括被測液位H在低液位H1至高液位H2間變化的導電性液體，液體的容器；與液體相接觸的一個測量電極、一個發訊電極和一個參考電極；在發訊電極和參考電極間施加電壓幅值V1的電信號X1，電信號X1通過液體的耦合，在測量電極和參考電極兩端有電壓幅值V2的電信號X2；其特征在于：