一種與介質(zhì)無關(guān)的電容式液位測量方法研究.pdf

1、液位測量方法多種多樣，其中電容式液位測量方法因價格低廉、結(jié)構(gòu)簡單而廣泛應用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療等各領(lǐng)域。但電容測量法由于需要預知被測液體介電常數(shù)且被測液體介電常數(shù)不穩(wěn)定等因素的影響而必須定期標定，使其應用范圍受到了極大限制。本文在分析現(xiàn)有電容式液位測量方法存在問題的基礎(chǔ)上，結(jié)合電容式液位測量原理和目前的解決措施中存在的不足，從測量原理和傳感器結(jié)構(gòu)方面進行了改進，提出一種新型的微分法電容測量方法，實現(xiàn)了與介質(zhì)無關(guān)的電容式液位測量方法，可應用

2、于如汽車燃油液位測量等動態(tài)液位測量領(lǐng)域。
　　 本文研究了目前液位測量相關(guān)測量技術(shù)及測量系統(tǒng)的構(gòu)成，特別對核心部分的傳感器進行了具體論述；分析了電容式液位測量方法中的測量原理及其在導電介質(zhì)和非導電介質(zhì)中的電容結(jié)構(gòu)組成，總結(jié)了傳統(tǒng)式電容液位測量方法中必須得到測量介質(zhì)介電常數(shù)以及定期標定的原因。在此基礎(chǔ)之上，提出一種新的測量原理及測量電容結(jié)構(gòu)，該原理和結(jié)構(gòu)可以有效地測量出液位的變化以及電容大小與被測液體介電常數(shù)的關(guān)系，并在信號處理過

3、程中，采用微分法對兩路信號運算，從而實現(xiàn)了與介質(zhì)無關(guān)的液位測量。
　　 為驗證理論分析的正確性，設(shè)計了符合本測量原理的電容結(jié)構(gòu)并對測量系統(tǒng)進行了整體的方案設(shè)計，其中包括電容電壓轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)采集(A/D轉(zhuǎn)換)和計算機數(shù)據(jù)處理顯示等幾大部分。
　　 制作了簡單方便的液位測量實驗裝置，編制了測量軟件。為了模擬不同介質(zhì)，在水和汽油中進行了實驗，在130.8mm測量范圍中測量精度分別達到2.16mm和4.65mm。實驗結(jié)果表明，