一種帶自動標定和自動校正的智能電容物位計的製作方法
2023-09-24 01:49:40 1
一種帶自動標定和自動校正的智能電容物位計的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種帶自動標定和自動校正的智能電容物位計，其特徵在於：包括一電容器和一設置於所述電容器上方的智能變送器；所述的電容器包括一圓桶形外電極，兩個內電極以及一絕緣墊片；所述的兩個內電極與所述外電極同軸並沿所述外電極軸向上下分布，分為一上段內電極和一下段內電極，所述的上段內電極與下段內電極間設置一絕緣墊片；所述的智能變送器包括一MCU模塊，與所述MCU模塊相連的一ADC模擬採集模塊和一DAC數模轉換模塊，以及一POWER供電模塊；所述的上段內電極和下段內電極均與ADC模擬採集模塊的輸入端相連。本實用新型不僅能夠測量不同介電常數的液體物位，而且實現了自動標定和自動校正物位高度，提高測量準確度和可靠性。
【專利說明】一種帶自動標定和自動校正的智能電容物位計
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及電容物位計領域，特別是一種帶自動標定和自動校正的智能電容物位計。
【背景技術】
[0002]電容式物位計是電學式物位檢測方法之一，直接把物位變化轉換成電容的變化量，然後再變換成統一的標準電信號，傳輸給檢測儀表進行指示、記錄、報警或控制。
[0003]目前電容式物位計多採用現場兩點標定方式進行校準，但很多時候由於現場環境的原因無法進行兩點校對，因此造成物位計使用時測量偏差較大，甚至完全無法使用。且物位計即使標定完成，由於被測介質的變化，物體的介電常數發生變化也會造成測量的誤差，電容式物位計的測量準確度很大程度依賴被測物體的介電常數穩定性。
【發明內容】
[0004]有鑑於此，本實用新型的目的是提供一種帶自動標定和自動校正的智能電容物位計，本實用新型不僅能夠測量不同介電常數的液體物位，而且實現了自動標定和自動校正物位高度，提高測量準確度和可靠性。
[0005]本實用新型採用以下方案實現:一種帶自動標定和自動校正的智能電容物位計，其特徵在於:包括一電容器和一設置於所述電容器上方的智能變送器；所述的電容器包括一圓桶形外電極，兩個內電極以及一絕緣墊片；所述的兩個內電極與所述外電極同軸並沿所述外電極軸向上下分布，分為一上段內電極和一下段內電極，所述的上段內電極與下段內電極間設置一絕緣墊片；所述的智能變送器包括一 MCU模塊，與所述MCU模塊相連的一ADC模擬採集模塊和一 DAC數模轉換模塊，以及一 POWER供電模塊；所述的上段內電極和下段內電極均與ADC模擬米集模塊的輸入端相連。
[0006]進一步地，所述的外電極的內徑不小於兩個內電極的外徑。
[0007]進一步地，所述外電極與兩個內電極之間可隨液位變化填充入被測電解質。
[0008]進一步地，所述的上段內電極為測量電極。
[0009]進一步地，所述的下段內電級為標定電極。
[0010]進一步地，所述的ADC模擬採集模塊的輸出端與MCU模塊通過一 SPI總線連接。
[0011]進一步地，所述的MCU模塊的輸出端與DAC數模轉換模塊通過一 PWM控制電路連接。
[0012]進一步地，所述的POWER供電模塊與MCU模塊，ADC模擬採集模塊和DAC數模轉換模塊相連。
[0013]與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果:帶自動標定和自動校正的智能電容式物位計能夠很好的實現自動標定與自動校正，免除了人工現場標定的麻煩，並且解決了更換被測物料後對測量精度影響的問題。
[0014]【專利附圖】
【附圖說明】:
[0015]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0016]標號說明:1為外電極，2為上段內電極，3為下段內電極，4為絕緣墊片，5為智能變送器。
[0017]圖2是本實用新型的智能變送器原理框圖。
[0018]圖3是本實用新型的雙管液位計結構示意圖。
[0019]標號說明:6為兩臺電容物位計，7為智能變送器，8為信號輸出線。
[0020]【具體實施方式】:
[0021]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步詳細的說明。
[0022]在本實施例中，一種帶自動標定和自動校正的智能電容物位計，包括一電容器和一設置於所述電容器上方的智能變送器5 ;所述的電容器包括一圓桶形外電極1，兩個內電極以及一絕緣墊片4 ;所述的兩個內電極與所述外電極同軸並沿所述外電極軸向上下分布，分為一上段內電極2和一下段內電極3，所述的上段內電極2與下段內電極3間設置一絕緣墊片；所述的智能變送器5包括一 MCU模塊，與所述MCU模塊相連的一 ADC模擬採集模塊和一 DAC數模轉換模塊，以及一 POWER供電模塊；所述的上段內電極2和下段內電極3均與ADC模擬採集模塊的輸入端相連。
[0023]在本實施例中，所述的外電極的直徑不小於兩個內電極的直徑，外筒電極的直徑為D，內筒電極的直徑為d ;所述外電極與兩個內電極間可隨液位變化填充入被測液體作為電解質，所述電解質的介電常數為e，因此外電極與兩個內電極間的電容量為C=2 Π eL/InD/d，式中L為外電極與內電極長度的重合部分。
[0024]較佳的，所述的上段內電極2為測量電極，所述的下段內電極為標定電極。在實際測量中D、d是基本不變的，介質固定則e也基本不變，故介質不變的情況下，測得C即可知道液位的高低。
[0025]在本實施例中，所述的ADC模擬採集模塊的輸出端與MCU模塊通過一 SPI總線連接；所述的MCU模塊的輸出端與DAC數模轉換模塊通過一 P麗控制電路連接；所述的POWER供電模塊與MCU模塊，ADC模擬採集模塊和DAC數模轉換模塊相連，用以提供恆流源。
[0026]值得一提的，智能變送器中的ADC模擬採集模塊能夠獲取兩個內電極與外電極間的電容值。首先利用下段固定長度的內電極與外電極測量得到的電容值，通過智能變送器的MCU模塊的內置算法計算出不同被測液體的介電常數對應的物位係數，然後智能變送器的MCU模塊根據下段內電極標定獲得的物位係數、上段內電極與外電極測量的電容值，計算得到上段準確物位測量結果，智能變送器將測量結果通過DAC數模轉換模塊可輸出到外設終端設備。基於兩個內電極的電容物位計在測量的同時自動標定和自動校正物位高度，提高測量準確度和可靠性。
[0027]較佳的，本實施例中提供的電容物位計在使用過程中當被測液面超過下段內電極高度,達到上段內電極區段內時,能夠進行準確的液位測量。例如,汽車油罐車、火車油罐、輪船油倉加注油品時，液位低時可不關注液位值，在快裝滿時需要監控液位，此時可將液位計隨注油鶴管一同插入注油口，實時檢測快裝滿時的液位值。
[0028]值得一提的是，為保證測量的可靠性，本實施例中電容物位計還可做成雙管液位計，相當於兩臺物位計同時測量的雙冗餘設計，如圖3所示。雙管液位計中的兩臺物位計即可採用本實施例中提供的帶自動標定和自動校對功能的電容物位進行液位測量。
[0029]以上僅為本實用新型實施例中一個較佳的實施方案。但是，本實用新型並不限於上述實施方案，凡按本實用新型方案所做的任何均等變化和修飾，所產生的功能作用未超出本方案的範圍時，均屬於本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種帶自動標定和自動校正的智能電容物位計，其特徵在於:包括一電容器和一設置於所述電容器上方的智能變送器；所述的電容器包括一圓桶形外電極，兩個內電極以及一絕緣墊片；所述的兩個內電極與所述外電極同軸並沿所述外電極軸向上下分布，分為一上段內電極和一下段內電極，所述的上段內電極與下段內電極間設置一絕緣墊片；所述的智能變送器包括一 MCU模塊，與所述MCU模塊相連的一 ADC模擬採集模塊和一 DAC數模轉換模塊，以及一POWER供電模塊；所述的上段內電極和下段內電極均與ADC模擬採集模塊的輸入端相連。
2.根據權利要求1所述的一種帶自動標定和自動校正的智能電容物位計，其特徵在於:所述的外電極的內徑不小於兩個內電極的外徑。
3.根據權利要求1所述的一種帶自動標定和自動校正的智能電容物位計，其特徵在於:所述外電極與兩個內電極之間可隨液位變化填充入被測電解質。
4.根據權利要求1所述的一種帶自動標定和自動校正的智能電容物位計，其特徵在於:所述的上段內電極為測量電極。
5.根據權利要求1所述的一種帶自動標定和自動校正的智能電容物位計，其特徵在於:所述的下段內電級為標定電極。
6.根據權利要求1所述的一種帶自動標定和自動校正的智能電容物位計，其特徵在於:所述的ADC模擬採集模塊的輸出端與MCU模塊通過一 SPI總線連接。
7.根據權利要求1所述的一種帶自動標定和自動校正的智能電容物位計，其特徵在於:所述的MCU模塊的輸出端與DAC數模轉換模塊通過一 PWM控制電路連接。
8.根據權利要求1所述的一種帶自動標定和自動校正的智能電容物位計，其特徵在於:所述的POWER供電模塊與MCU模塊，ADC模擬採集模塊和DAC數模轉換模塊相連。
【文檔編號】G01F23/26GK204154354SQ201420636675
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年10月30日 優先權日:2014年10月30日
【發明者】林瑞忠 申請人:福州昌暉自動化系統有限公司