[發明專利]電容式柔性電子水尺

有效

• 申請號: 201210480550.9
• 申請日: 2012-11-23
• 公開（公告）號: CN102944287A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 金玉虹;唐躍平
• 申請（專利權）人: 水利部南京水利水文自動化研究所;金玉虹
• 主分類號: G01F23/26
• 分類號: G01F23/26
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及一種電容式柔性電子水尺。

背景技術

目前，現有技術的液位測量工具有電容式液位計、電子水尺或電極式液位計；存在以下缺陷：

1、電容式液位計由于測量原理的局限，高精度電容式液位計的量程都很小，不能滿足大量程的需要。

2、電子水尺的測量依靠電極與水面的接觸進行測量，分辨力越高或量程越大，電極的數量就越多，增大量程困難。電子水尺的尺體都由剛性材料制成，受運輸條件的限制，電子水尺的單體長度都很短。

3，在許多應用場合，水位測量通道既彎曲且水位量程大，使得電容式液位計和電子水尺無法使用。

發明內容

目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種電容式柔性電子水尺，結構簡單，使用方便，分辨力高、累計誤差小、水位量程大、電子水尺可以彎卷，利用柔性電容極板作為傳感元件，電容極板既用于模擬測量又用于數字測量，電容極板的模擬測量得到高分辨力，電容極板的數字測量減小累計誤差，采用柔性材料作為尺體。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種電容式柔性電子水尺，其特征在于：包括作為傳感元件的柔性尺體和處理電路；所述柔性尺體包括多個成排設置的柔性電容極板和嵌入在多個柔性電容極板內的水尺支撐體，用于提高尺體的強度和防止電子水尺長度方向尺寸伸縮產生誤差；所述柔性電容極板和處理電路通過電路連接，用于實現水位測量的功能。

所述柔性尺體為兩排相鄰柔性電容極板交錯排列結構，用于防止相鄰兩柔性電容極板過渡時模擬數值的間斷，使模擬數值和數字數值能夠平滑交接。

所述柔性電容極板為能夠彎卷的柔性非金屬材料覆金屬薄膜結構。

所述水尺支撐體為加強芯結構。

所述處理電路由低功耗微處理器組成。

所述柔性尺體兼具作為模擬參數測量極板和作為數字參數的測量電極的功能。

有益效果：本發明提供的電容式柔性電子水尺，具有如下優點：1、具有分辨力高、累計誤差小、量程大、可卷彎便于運輸和便于在彎曲環境使用的明顯優點，它既具備了模擬測量高分辨力的優點，又具有數字測量累計誤差小的優點，同時能夠彎卷具有方便運輸和能夠在彎曲通道使用的優點，解決了大量程、高分辨力、低測量誤差、彎曲通道液位測量的問題。2、柔性電容極板制成的大量程電容式柔性電子水尺，屬于模擬測量與數字測量的有機結合，它充分利用電容極板的物理特性進行模擬測量，使得電容極板既是數字電極，又是模擬極板，不僅減少電容極板的數量，同時提高了測量分辨力。3、柔性電子水尺的電容極板、尺體均采用柔性材料制成，尺體內嵌入加強芯用于提高尺體的強度，防止尺體長度尺寸的伸縮。電子水尺可以彎卷，不僅方便運輸，又可以在彎曲通道使用。4、運用范圍廣：尤其適用于水利、地質、海洋等領域的水位檢測。高分辨力大量程柔性電子水尺幾乎可以替代現有的任何水位計。5、由于其結構簡單，制造成本低、可靠性高，使用價值和經濟價值都非常明顯。

附圖說明

圖1為本發明中柔性電容極板的結構示意圖；

圖2為本發明的工作原理示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。

本發明為一種電容式柔性電子水尺，包括作為傳感元件的柔性尺體10和處理電路；所述柔性尺體10包括多個成排設置的柔性電容極板20和嵌入在多個柔性電容極板內的水尺支撐體，用于提高尺體的強度和防止電子水尺長度方向尺寸伸縮產生誤差；所述柔性電容極板20和處理電路通過電路連接，用于實現水位測量的功能。所述柔性尺體10為兩排相鄰柔性電容極板20交錯排列結構，用于防止相鄰兩柔性電容極板20過渡時模擬數值的間斷，使模擬數值和數字數值能夠平滑交接。所述柔性電容極板20為能夠彎卷的柔性非金屬材料覆金屬薄膜結構；所述水尺支撐體為加強芯結構；所述處理電路由低功耗微處理器組成；所述柔性尺體10兼具作為模擬參數測量極板和作為數字參數的測量電極的功能。

一、傳感電容：其電容極板由柔性非金屬材料覆金屬膜制成，保證了電子水尺的柔性。由電容測量的高分辨力性質，保證了電子水尺的高分辨力

二、模擬測量：在模擬測量中，電容極板是一個面，電容極板進入水中時，入水深度不同，電容極板與水形成的電容就不同，通過測量電容極板與水形成的電容值換算入水深度。模擬測量保證了測量的高分辨力。