一种带自动标定和自动校正的智能电容物位计的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种带自动标定和自动校正的智能电容物位计，其特征在于：包括一电容器和一设置于所述电容器上方的智能变送器；所述的电容器包括一圆桶形外电极，两个内电极以及一绝缘垫片；所述的两个内电极与所述外电极同轴并沿所述外电极轴向上下分布，分为一上段内电极和一下段内电极，所述的上段内电极与下段内电极间设置一绝缘垫片；所述的智能变送器包括一MCU模块，与所述MCU模块相连的一ADC模拟采集模块和一DAC数模转换模块，以及一POWER供电模块；所述的上段内电极和下段内电极均与ADC模拟采集模块的输入端相连。本实用新型不仅能够测量不同介电常数的液体物位，而且实现了自动标定和自动校正物位高度，提高测量准确度和可靠性。
【专利说明】一种带自动标定和自动校正的智能电容物位计
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电容物位计领域，特别是一种带自动标定和自动校正的智能电容物位计。
【背景技术】
[0002]电容式物位计是电学式物位检测方法之一，直接把物位变化转换成电容的变化量，然后再变换成统一的标准电信号，传输给检测仪表进行指示、记录、报警或控制。
[0003]目前电容式物位计多采用现场两点标定方式进行校准，但很多时候由于现场环境的原因无法进行两点校对，因此造成物位计使用时测量偏差较大，甚至完全无法使用。且物位计即使标定完成，由于被测介质的变化，物体的介电常数发生变化也会造成测量的误差，电容式物位计的测量准确度很大程度依赖被测物体的介电常数稳定性。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种带自动标定和自动校正的智能电容物位计，本实用新型不仅能够测量不同介电常数的液体物位，而且实现了自动标定和自动校正物位高度，提高测量准确度和可靠性。
[0005]本实用新型采用以下方案实现:一种带自动标定和自动校正的智能电容物位计，其特征在于:包括一电容器和一设置于所述电容器上方的智能变送器；所述的电容器包括一圆桶形外电极，两个内电极以及一绝缘垫片；所述的两个内电极与所述外电极同轴并沿所述外电极轴向上下分布，分为一上段内电极和一下段内电极，所述的上段内电极与下段内电极间设置一绝缘垫片；所述的智能变送器包括一 MCU模块，与所述MCU模块相连的一ADC模拟采集模块和一 DAC数模转换模块，以及一 POWER供电模块；所述的上段内电极和下段内电极均与ADC模拟米集模块的输入端相连。
[0006]进一步地，所述的外电极的内径不小于两个内电极的外径。
[0007]进一步地，所述外电极与两个内电极之间可随液位变化填充入被测电解质。
[0008]进一步地，所述的上段内电极为测量电极。
[0009]进一步地，所述的下段内电级为标定电极。
[0010]进一步地，所述的ADC模拟采集模块的输出端与MCU模块通过一 SPI总线连接。
[0011]进一步地，所述的MCU模块的输出端与DAC数模转换模块通过一 PWM控制电路连接。
[0012]进一步地，所述的POWER供电模块与MCU模块，ADC模拟采集模块和DAC数模转换模块相连。
[0013]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:带自动标定和自动校正的智能电容式物位计能够很好的实现自动标定与自动校正，免除了人工现场标定的麻烦，并且解决了更换被测物料后对测量精度影响的问题。
[0014]【专利附图】
【附图说明】:
[0015]图1是本实用新型的结构示意图。
[0016]标号说明:1为外电极，2为上段内电极，3为下段内电极，4为绝缘垫片，5为智能变送器。
[0017]图2是本实用新型的智能变送器原理框图。
[0018]图3是本实用新型的双管液位计结构示意图。
[0019]标号说明:6为两台电容物位计，7为智能变送器，8为信号输出线。
[0020]【具体实施方式】:
[0021]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步详细的说明。
[0022]在本实施例中，一种带自动标定和自动校正的智能电容物位计，包括一电容器和一设置于所述电容器上方的智能变送器5 ;所述的电容器包括一圆桶形外电极1，两个内电极以及一绝缘垫片4 ;所述的两个内电极与所述外电极同轴并沿所述外电极轴向上下分布，分为一上段内电极2和一下段内电极3，所述的上段内电极2与下段内电极3间设置一绝缘垫片；所述的智能变送器5包括一 MCU模块，与所述MCU模块相连的一 ADC模拟采集模块和一 DAC数模转换模块，以及一 POWER供电模块；所述的上段内电极2和下段内电极3均与ADC模拟采集模块的输入端相连。
[0023]在本实施例中，所述的外电极的直径不小于两个内电极的直径，外筒电极的直径为D，内筒电极的直径为d ;所述外电极与两个内电极间可随液位变化填充入被测液体作为电解质，所述电解质的介电常数为e，因此外电极与两个内电极间的电容量为C=2 Π eL/InD/d，式中L为外电极与内电极长度的重合部分。
[0024]较佳的，所述的上段内电极2为测量电极，所述的下段内电极为标定电极。在实际测量中D、d是基本不变的，介质固定则e也基本不变，故介质不变的情况下，测得C即可知道液位的高低。
[0025]在本实施例中，所述的ADC模拟采集模块的输出端与MCU模块通过一 SPI总线连接；所述的MCU模块的输出端与DAC数模转换模块通过一 P丽控制电路连接；所述的POWER供电模块与MCU模块，ADC模拟采集模块和DAC数模转换模块相连，用以提供恒流源。
[0026]值得一提的，智能变送器中的ADC模拟采集模块能够获取两个内电极与外电极间的电容值。首先利用下段固定长度的内电极与外电极测量得到的电容值，通过智能变送器的MCU模块的内置算法计算出不同被测液体的介电常数对应的物位系数，然后智能变送器的MCU模块根据下段内电极标定获得的物位系数、上段内电极与外电极测量的电容值，计算得到上段准确物位测量结果，智能变送器将测量结果通过DAC数模转换模块可输出到外设终端设备。基于两个内电极的电容物位计在测量的同时自动标定和自动校正物位高度，提高测量准确度和可靠性。
[0027]较佳的，本实施例中提供的电容物位计在使用过程中当被测液面超过下段内电极高度,达到上段内电极区段内时,能够进行准确的液位测量。例如,汽车油罐车、火车油罐、轮船油仓加注油品时，液位低时可不关注液位值，在快装满时需要监控液位，此时可将液位计随注油鹤管一同插入注油口，实时检测快装满时的液位值。
[0028]值得一提的是，为保证测量的可靠性，本实施例中电容物位计还可做成双管液位计，相当于两台物位计同时测量的双冗余设计，如图3所示。双管液位计中的两台物位计即可采用本实施例中提供的带自动标定和自动校对功能的电容物位进行液位测量。
[0029]以上仅为本实用新型实施例中一个较佳的实施方案。但是，本实用新型并不限于上述实施方案，凡按本实用新型方案所做的任何均等变化和修饰，所产生的功能作用未超出本方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种带自动标定和自动校正的智能电容物位计，其特征在于:包括一电容器和一设置于所述电容器上方的智能变送器；所述的电容器包括一圆桶形外电极，两个内电极以及一绝缘垫片；所述的两个内电极与所述外电极同轴并沿所述外电极轴向上下分布，分为一上段内电极和一下段内电极，所述的上段内电极与下段内电极间设置一绝缘垫片；所述的智能变送器包括一 MCU模块，与所述MCU模块相连的一 ADC模拟采集模块和一 DAC数模转换模块，以及一POWER供电模块；所述的上段内电极和下段内电极均与ADC模拟采集模块的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的一种带自动标定和自动校正的智能电容物位计，其特征在于:所述的外电极的内径不小于两个内电极的外径。
3.根据权利要求1所述的一种带自动标定和自动校正的智能电容物位计，其特征在于:所述外电极与两个内电极之间可随液位变化填充入被测电解质。
4.根据权利要求1所述的一种带自动标定和自动校正的智能电容物位计，其特征在于:所述的上段内电极为测量电极。
5.根据权利要求1所述的一种带自动标定和自动校正的智能电容物位计，其特征在于:所述的下段内电级为标定电极。
6.根据权利要求1所述的一种带自动标定和自动校正的智能电容物位计，其特征在于:所述的ADC模拟采集模块的输出端与MCU模块通过一 SPI总线连接。
7.根据权利要求1所述的一种带自动标定和自动校正的智能电容物位计，其特征在于:所述的MCU模块的输出端与DAC数模转换模块通过一 PWM控制电路连接。
8.根据权利要求1所述的一种带自动标定和自动校正的智能电容物位计，其特征在于:所述的POWER供电模块与MCU模块，ADC模拟采集模块和DAC数模转换模块相连。
【文档编号】G01F23/26GK204154354SQ201420636675
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年10月30日 优先权日:2014年10月30日
【发明者】林瑞忠 申请人:福州昌晖自动化系统有限公司