[發(fā)明專利]一種基于電容式傳感器的液位測量裝置

在審

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• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN111060181A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐進;齊劍飛;賈宗晶;苑俊池
• 申請（專利權(quán)）人: 航天科技控股集團股份有限公司
• 主分類號: G01F23/26
• 分類號: G01F23/26
• 代理公司: 佛山粵進知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44463
• 代理人: 張敏

本發(fā)明公開了一種基于電容式傳感器的液位測量裝置，電容檢測單元，在貯罐中設(shè)置有用來檢測貯罐中液位的多個電容式傳感器，在垂直不同高度設(shè)置有對液位檢測點進行實時電容數(shù)據(jù)檢測的液位電容式傳感器；初始化單元，初始化空載時的電容量和滿載時的電容值；控制芯片單元，制所述的多個電容式傳感器對罐內(nèi)環(huán)境電容數(shù)據(jù)周期性測量，由此得出當前定點液位的狀態(tài)，是否液體已經(jīng)到達定點處的液位高度判斷；同時在罐頂設(shè)置檢測氣體的電容式傳感器，統(tǒng)計出氣體中電容量隨傳感器中液化天然氣液位變化的變化曲線，通過所述檢測氣體的電容式傳感器測量的電容值，輔助計算出當前液面的高度。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，引線少，提高了裝置可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液面檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于電容式傳感器的液位測量裝置。

背景技術(shù)

定點液位檢測是對幾個固定位置的液位進行測量，如上、下限指示，分段液位指示等。液位測量方法很多，有電容法、電阻法、磁致伸縮法、磁翻板法、振動法、浮子液位計法、激光液位法、光纖液位法、壓差法等、液位開關(guān)法、安全閥法、伺服液位計法等。

差壓法是目前最常用的測量儲罐內(nèi)液位的方法之一,該方法只有在液體密度恒定不變的條件下才能保證測量的準確性，實際情況液體密度是液體組份和溫度的多元函數(shù)，當液體組份和溫度變化會導致密度改變。

超聲波測量液位的方法比較多，其中應(yīng)用比較廣泛的是脈沖回波法。超聲波的傳播速度受介質(zhì)的密度、壓力、溫度、濃度等因素影響。超聲波法液位測量結(jié)構(gòu)簡單，方便安裝及維護，屬于非接觸式測量，可用于有毒、腐蝕性氣體、高粘性液體的液位測量，但不宜用于含氣泡或固體顆粒的液體。

光纖液位測量具有靈敏度高、響應(yīng)速度快、抗電磁干擾、耐腐蝕，尤其適用于易燃易爆的惡劣環(huán)境，適用于多種液體的液位測量。其缺點是不能探測污濁液體以及會粘附在測頭表面的粘稠物質(zhì)的液位。激光脈沖法液位測量是將檢測信號施加于安全功率的激光上，適用在油罐液位測量等易燃易爆的環(huán)境，具有很好的安全性，同時無活動部件，維護方便，系統(tǒng)抗干擾性強，價格相對較低。不足之處，光學鏡頭易受污染，影響測量結(jié)果。雷達波法測量液位可用于腐蝕性、高黏度和有毒液體的液位以及固體料位的測量，測量裝置沒有可動部件，無測量盲區(qū)，雷達波傳播速度取決于介質(zhì)的相對介電常數(shù)和磁導率，因此不受溫度、壓力等影響，屬于非接觸測量，實時性好。不足之處，價格較高。

液位檢測儀的上述檢測方法存在如下缺點：液化天然氣的品質(zhì)會因產(chǎn)地等因素的不同而有差異，其中，不同品質(zhì)的液化天然氣的介電常數(shù)的差異對電容式傳感器電容量的影響最大。對于某個確定的貯罐而言，其所配置的液位檢測儀在正式投入使用前就已調(diào)試好，在調(diào)試過程中通常只能選用一種確定的液化天然氣——假設(shè)為液化天然氣D，也就是說，在實際投入使用前，液位檢測儀中所存儲的滿載電容量CA是根據(jù)液化天然氣D的介電常數(shù)計算出來的，滿載電容量CA是固定不變的。那么，在實際使用中，貯罐中所灌裝的液化天然氣的介電常數(shù)與液化天然氣D的介電常數(shù)越接近，液位檢測儀所顯示出的液位就越接近于貯罐中的實際液位，即其檢測結(jié)果就越準確；當貯罐中所灌裝的液化天然氣的介電常數(shù)與液化天然氣D的介電常數(shù)偏離過多時，由于滿載電容量CA是固定不變的，而實時電容量CS卻會隨LNG介電常數(shù)的變化而發(fā)生較大的變化，造成上述的檢測方法無法準確地檢測出貯罐中液化天然氣的液位，就會給貯罐的正常灌裝、運輸和使用帶來諸多不便。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明公開了一種基于電容式傳感器的液位測量裝置，電容檢測單元，在貯罐中設(shè)置有用來檢測貯罐中液位的多個電容式傳感器，在垂直不同高度設(shè)置有對液位檢測點進行實時電容數(shù)據(jù)檢測的液位電容式傳感器；初始化單元，初始化空載時的電容量和滿載時的電容值；控制芯片單元，控制所述的多個電容式傳感器對罐內(nèi)環(huán)境電容數(shù)據(jù)周期性測量，由此得出當前定點液位的狀態(tài)，是否液體已經(jīng)到達定點處的液位高度判斷；同時在罐頂設(shè)置檢測氣體的電容式傳感器，統(tǒng)計出氣體中電容量隨傳感器中液化天然氣液位變化的變化曲線，通過所述檢測氣體的電容式傳感器測量的電容值，輔助計算出當前液面的高度。