[發(fā)明專利]一種分段電容自適應(yīng)量程的液位測(cè)量裝置及應(yīng)用方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710272896.2
• 申請(qǐng)日: 2017-04-24
• 公開（公告）號(hào): CN107192425A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉斌;曹彩麗;劉赟貝貝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南菲普斯特儀器儀表有限公司
• 主分類號(hào): G01F23/26
• 分類號(hào): G01F23/26
• 代理公司: 北京久維律師事務(wù)所11582
• 代理人: 邢江峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液位測(cè)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種分段電容自適應(yīng)量程的液位測(cè)量裝置及應(yīng)用方法。

背景技術(shù)

所謂電容式液位測(cè)量裝置，依據(jù)電容感應(yīng)原理，當(dāng)被測(cè)介質(zhì)浸汲測(cè)量電極的高度變化時(shí)，引起其電容變化；由于液體的介電常數(shù)ε1和液面上的介電常數(shù)ε2不同，比如:ε1>ε2，則當(dāng)液位升高時(shí)，電容式液位計(jì)兩電極間總的介電常數(shù)值隨之加大因而電容量增大。反之當(dāng)液位下降，ε值減小，電容量也減小。所以，電容式液位測(cè)量裝置，可通過兩電極間的電容量的變化來測(cè)量液位的高低。

目前，市場(chǎng)上供應(yīng)的電容式液位測(cè)量裝置，種類繁多，有浮球式，壓力傳感器式，激光式以及超聲波式等多種原理的產(chǎn)品，但是這些儀器都存在以下缺點(diǎn)：1.測(cè)量誤差大，基本在5％左右；2.功耗大，電流在幾十毫安到100多毫安不等；3.機(jī)械部件多，存在機(jī)械振動(dòng)造成故障率高。4.安裝麻煩；5.不能識(shí)別不同油品的油造成不同油品的測(cè)量結(jié)果誤差大，比如97號(hào)汽油和0號(hào)柴油，潤(rùn)滑油等與水的混合物；6.現(xiàn)有技術(shù)中常見的液位測(cè)量裝置無法滿足界面液位測(cè)量的要求，即下層液體的高度，尤其是油水混合物中油與水的分界面測(cè)位問題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有的液位測(cè)量裝置誤差大，功耗大、機(jī)械部件多和安裝麻煩的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種分段電容自適應(yīng)量程的液位測(cè)量裝置，包括電極桿，與電極桿相連接的信號(hào)處理裝置3以及用于保護(hù)信號(hào)處理裝置3的上蓋1，所述電極桿通過電極連接件4與上蓋1連接，所述電極桿包括內(nèi)電極7和外電極6，所述內(nèi)電極7通過密封圈8與外電極6相連接，所述內(nèi)電極7與外電極6之間設(shè)有溫度傳感器9，所述內(nèi)電極7包括至少一根支撐圓棒和至少5個(gè)分布在支撐圓棒上的不同位置的金屬電極導(dǎo)體11組成，每個(gè)金屬電極導(dǎo)體11之間通過至少一個(gè)導(dǎo)線引出；所述電極桿底部設(shè)有堵頭10；所述上蓋1與電極連接件4之間設(shè)有防水接頭2；

進(jìn)一步的，所述內(nèi)電極7由一根支撐圓棒和5個(gè)均勻分布在支撐圓棒上的不同位置的金屬電極導(dǎo)體11組成，每個(gè)金屬電極導(dǎo)體11之間通過一個(gè)導(dǎo)線引出；

進(jìn)一步的，所述金屬電極導(dǎo)體11之間的間距為0.2-1.0mm；

進(jìn)一步的，所述金屬電極導(dǎo)體11之間的間距為0.6mm；

進(jìn)一步的，所述支撐圓棒的直徑為8.0mm；

進(jìn)一步的，所述金屬電極導(dǎo)體11的長(zhǎng)度，寬度，高度以及材質(zhì)均相同。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：與單段分析液體的高度相比，分段判斷液體的高度方法在精度上提高至少5倍，誤差至少降低20％；溫漂明顯減小；此類液位測(cè)量裝置低功耗，低達(dá)0.5-0.8mA；能夠測(cè)量液壓高達(dá)4.0-6.0MPa的液體液位。

為解決不能識(shí)別不同油品的油測(cè)量誤差大和無法滿足界面液位測(cè)量要求的問題，本發(fā)明還提供另一技術(shù)方案如下：

一種分段電容自適應(yīng)量程的液位測(cè)量裝置的應(yīng)用方法，該裝置可以應(yīng)用于不相溶混合液體的交界面液位測(cè)量。

進(jìn)一步的，所述不相溶混合液體為油水混合物。

進(jìn)一步的，所述混合液體的過程壓力為4.0-6.0MPa。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：電極桿拋棄傳統(tǒng)的單電極，采用多電極，利用掃描的方法，解決當(dāng)液體的介質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，能夠自動(dòng)適應(yīng)不同介質(zhì)的變化，從而測(cè)量油水混合物的交界面的高度；傳統(tǒng)的測(cè)量交界面的方法繁瑣，裝置十分復(fù)雜，而此種裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量方法簡(jiǎn)便，從而節(jié)約成本，提高工作效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的電容液位測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的實(shí)施例1中電容等效模型的示意圖；

圖3為本發(fā)明的實(shí)施例2中電容等效模型的示意圖；

圖4為本發(fā)明的實(shí)施例3中測(cè)量電路原理圖；

圖5為本發(fā)明的實(shí)施例4中液位測(cè)量裝置的安裝過程圖；

圖6為本發(fā)明的實(shí)施例4中液位測(cè)量裝置的安裝示意圖。

附圖標(biāo)記：1、上蓋；2、防水接頭；3、信號(hào)處理裝置；4、電極連接件；05、法蘭；6、外電極；7、內(nèi)電極；8、密封圈；9、溫度傳感器；10、堵頭；11、金屬電極導(dǎo)體。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1