基于電容測(cè)量的液位檢測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、液化天然氣在現(xiàn)代能源工業(yè)中占有重要的地位，在液化天然氣儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，對(duì)液體燃料的用量監(jiān)控是一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，并且保證精確實(shí)時(shí)可靠。電容式液位傳感器憑借其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉和抗嚴(yán)寒力強(qiáng)的特點(diǎn)在液化天然氣儲(chǔ)罐行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。因此對(duì)更精確、更可靠的液位檢測(cè)技術(shù)的研究具有重大意義。
　　本文介紹了對(duì)目前國(guó)內(nèi)外液位檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行的調(diào)研情況，分析了電容式液位檢測(cè)技術(shù)的測(cè)量原理和測(cè)量方法的優(yōu)劣勢(shì)及與其他液位檢測(cè)技術(shù)的區(qū)別，在此基礎(chǔ)上，設(shè)

2、計(jì)了一套電容式傳感器系統(tǒng)。該系統(tǒng)可精確快速地測(cè)量出電容的大小及液位的變化，并成功解決了在超低溫環(huán)境下液位檢測(cè)系統(tǒng)受溫度影響較大的問(wèn)題。課題結(jié)合傳感器的架構(gòu)，完成了基于電容數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片 PCAP01和以 MSP430為平臺(tái)的硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)包括信號(hào)采集電路和顯示電路兩部分，可完成對(duì)傳感器信號(hào)采集、控制、數(shù)字顯示的工作，同時(shí)分別為兩部分電路編寫(xiě)了軟件程序。從電路系統(tǒng)的性能和傳感器的架構(gòu)上分析，設(shè)計(jì)中體現(xiàn)了液位檢測(cè)系統(tǒng)的精度、靈敏度和易

3、操作性。
　　為驗(yàn)證設(shè)計(jì)出的電容式液位檢測(cè)系統(tǒng)的功能，采用介電常數(shù)與液態(tài)天然氣相近的柴油、液氮作為被測(cè)液體做了大量在常溫和超低溫（-169℃）兩種不同溫度環(huán)境下的模擬實(shí)驗(yàn)，通過(guò)比對(duì)數(shù)據(jù)，誤差分析，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的電容式液位檢測(cè)系統(tǒng)的性能。根據(jù)柴油、液氮這兩種實(shí)驗(yàn)采集的數(shù)據(jù)，擬合出液化天然氣的測(cè)量標(biāo)定曲線。
　　目前本論文研究設(shè)計(jì)的電容式液位檢測(cè)系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)了在超低溫環(huán)境下數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)上傳下發(fā)、按鍵外部操作等液位檢測(cè)的基本功能和一