[發明專利]同心共面環-三等分環-圓嵌套極板傾角測量方法與裝置

有效

• 申請號: 201410179299.1
• 申請日: 2014-04-28
• 公開（公告）號: CN104034313A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 譚久彬;馬昊昊;吳舉才
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01C9/20
• 分類號: G01C9/20;G01C9/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種同心共面環-三等分環-圓嵌套極板傾角測量方法，其特征在于：所述方法步驟如下：

(1)、將一個中心圓形金屬板、過渡圓環形金屬板和外部圓環形金屬板共面同心放置，且過渡圓環形金屬板沿徑向三等分，得到三份三分之一圓環形金屬板，所述每一份三分之一圓環形金屬板分別與中心圓形金屬板形成電容，所述每一份三分之一圓環形金屬板分別與外部圓環形金屬板形成電容，所述中心圓形金屬板與外部圓環形金屬板等電位接地，所述一個中心圓形金屬板、三份三分之一圓環形金屬板與外部圓環形金屬板組合得到環形共面電容測頭；

(2)、將環形共面電容測頭垂直浸入到絕緣性液體中，絕緣性液體的液面通過環形共面電容測頭的中心，每一份三分之一圓環形金屬板與中心圓形金屬板形成的電容容值以及每一份三分之一圓環形金屬板與外部圓環形金屬板形成的電容容值由空氣的介電常數、絕緣性液體的介電常數、各自極板裸露在空氣中部分所對的扇形角和浸沒在絕緣性液體中部分所對的扇形角共同決定；

(3)、上述環形共面電容測頭沿中心進行圓周旋轉時，其傾角發生改變，絕緣性液體的液面保持水平，環形共面電容測頭與絕緣性液體的相對位置發生變化，各極板裸露在空氣中部分所對的扇形角和浸沒在絕緣性液體中部分所對的扇形角發生改變，測量上述三分之一圓環形金屬板與中心圓形金屬板形成的電容容值以及上述三分之一圓環形金屬板與外部圓環形金屬板形成的電容容值的變化，求得傾角值。

2.一種同心共面環-三等分環-圓嵌套極板傾角測量裝置，包括電容測量單元(16)和傾角計算單元(17)，所述電容測量單元(16)與傾角計算單元(17)連接；其特征在于：所述裝置還包括傳感器單元(15)，所述傳感器單元(15)的構造是：在一端呈開口狀的圓柱體容器(8)的開口端密封裝配圓形絕緣基板(7)，在圓柱體容器(8)腔內位于圓形絕緣基板(7)里側面上配裝環形共面電容測頭(1)；所述環形共面電容測頭(1)由一個圓形金屬板(2)、三個三分之一圓環形金屬板(3、4、5)和一個圓環形金屬板(6)構成，其中三個三分之一圓環形金屬板(3、4、5)配置在一個圓形金屬板(2)外側、一個圓環形金屬板(6)里側，且三個三分之一圓環形金屬板(3、4、5)與一個圓形金屬板(2)、一個圓環形金屬板(6)共面同心，三個三分之一圓環形金屬板(3、4、5)沿周向均勻分布；五根電位引線(10、11、12、13、14)依次分別將圓形金屬板(2)、三個三分之一圓環形金屬板(3、4、5)、一個圓環形金屬板(6)與電容測量單元(16)的輸入端連接；所述圓柱體容器(8)呈橫置，在所述圓柱體容器(8)內密封注入占圓柱體容器(8)體積二分之一的絕緣性液體(9)。

3.根據權利要求2所述的同心共面環-三等分環-圓嵌套極板傾角測量裝置，其特征在于：所述的圓形絕緣基板(7)由樹脂玻纖材料制成。

4.根據權利要求2所述的同心共面環-三等分環-圓嵌套極板傾角測量裝置，其特征在于：所述的絕緣性液體(9)是由甲醇、乙醇、異丙醇的醇類、丙酮、丁酮的酮類、二甘醇單丁基醚的醚類中的一種或多種成分組合的液體。