液位传感器和传感器系统的制作方法

本实用新型涉及液位传感器技术领域，尤其是涉及一种液位传感器和传感器系统。

背景技术：

电容式液位计通过测量电容的变化进而测量液面的高低；当被测液体介质浸及测量电容电极的高度变化时，传感器的电容发生相应的变化；通过检测电容值的变化，可以得到液位的高度。

传统的电容式液位计均采用单探极测量方式，如图1所示的现有技术中电容式液位计的结构示意图，该电容式液位计由一个测量电极、参考电极(如管壁)和绝缘层组成。当被测介质介电常数εm相对恒定，电容测量探极内气态介质介电常数εo也相对恒定时，被测电容变化值仅与液位变化值有关，且成正比关系。参见图2所示的现有技术中电容式液位计的等效电路图。被测介质在液体和空气的介电常数恒定不变的情况下，其检测电容Cx相当于介质为空气部分的电容Co与介质为液体部分的电容Cm并联组成，且检测电容Cx与液体的液位高度Hx成线性比例关系，因此根据检测出的电容值就可以计算出被测介质的液位Hx。

现有的测量方法仅适合于被测介质介电常数εm相对恒定和气态介质介电常数εm相对恒定场合；由于工业应用环境的复杂性，使液位测量现场环境变化非常复杂，例如，被测介质介电常数的变化、杂散电容的干扰、温度漂移、挂料等因素的影响，尤其是高温高压场合，温度和压力的微小变化都会使得介质介电常数发生变化。同一被测介质的介电常数随温度、压力变化而变化，以及电容测量电极内气态介质介电常数变化等会造成电极测量空值的影响，这些影响均会导致现有的液位计测量误差较大，降低了液位传感器的精确度。

针对现有的液位传感器精确度较差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种液位传感器和传感器系统，以提高液位传感器的测量精确度和稳定性。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种液位传感器，包括相互电连接的液位测量装置和数据处理装置；液位测量装置包括内电极和外电极；内电极包括多段同轴排列的管状子电极；相邻的子电极之间相互绝缘；外电极的形状为管状；外电极的内径大于内电极的内径；外电极嵌套在内电极的外部；外电极与内电极同轴设置；多段子电极分别与数据处理装置电连接；多段子电极中最顶端的子电极设置为气体介质变化标定子电极；多段子电极中最末端的子电极设置为液体介质变化标定子电极；数据处理装置实时检测多段子电极的电容值，根据电容值输出液位高度值。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述多段同轴排列的管状子电极固定设置于绝缘轴上；相邻的子电极之间设置有绝缘环。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述数据处理装置设置于液位测量装置的顶部；数据处理装置密封于壳体内，壳体与外电极连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述内电极表面覆盖有绝缘套管；绝缘套管的长度与外电极的长度相同。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述液位测量装置以连通器的形式与待测容器连接，设置于待测容器的外侧；或者；液位测量装置设置于待测容器内部。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述外电极包括带有通气孔的金属管。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述数据处理装置包括电容检测电路和微处理器；电容检测电路用于实时检测多段子电极的电容值，将多段子电极的电容值发送至微处理器；微处理器用于根据多段子电极的电容值输出液位高度值。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，上述数据处理装置还包括外部通信接口；外部通信接口与微处理器连接，用于将液位高度值输出至外部监控设备。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，上述子电极的数量为三段、五段或者七段。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种液位传感器系统，该系统包括上述液位传感器，还包括外部监控设备。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型实施例提供的一种液位传感器和传感器系统，通过设置多段同轴排列的管状子电极，可以缩短传感器的测量量程，提高液位传感器的测量精度；通过气体介质变化标定子电极和液体介质变化标定子电极，可以对测量环境和测量液体进行适应性的参数修正，提高了液位传感器的适应性，进而提高了液位传感器的测量精确度和稳定性。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中电容式液位计的结构示意图；

图2为现有技术中电容式液位计的等效电路图；

图3为本实用新型实施例提供的一种液位传感器的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种液位传感器的等效电路图；

图5为本实用新型实施例提供的一种液位传感器中，内电极的具体结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的另一种液位传感器的具体结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的一种液位传感器系统的结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的一种液位高度测量方法的流程图。

图标：

300-数据处理装置；301-内电极；302-外电极；301a-气体介质变化标定子电极；301b-液体介质变化标定子电极；303-接口；304-连通管；305-通气孔；306-进液孔；307-漏液孔；500-绝缘轴；501-绝缘环；502-绝缘套管。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

考虑到现有的液位传感器精确度较差的问题，本实用新型实施例提供了一种液位传感器和传感器系统，该技术可以应用于多种测量环境下，各种液体的液位检测；该技术可以采用相关的软件和硬件实现，下面通过实施例进行描述。

实施例一：

参见图3所示的一种液位传感器的结构示意图和图4所示的一种液位传感器的等效电路图，该液位传感器包括相互电连接的液位测量装置和数据处理装置300；

该液位测量装置包括内电极301和外电极302；该内电极301包括多段同轴排列的管状子电极；相邻的子电极之间相互绝缘；该外电极的形状为管状；外电极的内径大于内电极的内径；外电极嵌套在内电极的外部；外电极与内电极同轴设置；

上述多段子电极分别与数据处理装置300电连接；多段子电极中最顶端的子电极设置为气体介质变化标定子电极301a；多段子电极中最末端的子电极设置为液体介质变化标定子电极301b；

上述数据处理装置300实时且同时检测多段子电极的电容值，根据电容值输出液位高度值。

在实际实现时，上述内电极301和外电极302设置在连通管304内，该外电极302的上端设置有通气孔305；该外电极302的下端设置有进液孔306；该进液孔306的位置与连通管304底部的接口齐平；该外电极302的底部设置有漏液孔307。

如图4所示，多段相互绝缘的子电极相当于电容的并联，其总电容相当于所有子电极的电容值之和，图4中以七段子电极为例；该数据处理装置通过检测到的多段子电极的电容值，可计算填充在内电极和外电极之间的液位高度值。

在实际实现时，上述气体介质变化标定子电极和液体介质变化标定子电极的长度等参数，与其它子电极相比，可以相同，也可以不同；通常，为了保证液位传感器的精确度和稳定性，上述气体介质变化标定子电极和液体介质变化标定子电极的外形尺寸一致的圆柱式电容；各个子电极从上至下形成了多个小量程的电容传感器。

上述多段子电极可以单独引线分别与数据处理装置连接，各个子电极之间的电容值和数据传输均互不干扰。

本实用新型实施例提供的一种液位传感器，通过设置多段同轴排列的管状子电极，可以缩短传感器的测量量程，提高液位传感器的测量精度；通过气体介质变化标定子电极和液体介质变化标定子电极，可以对测量环境和测量液体进行适应性的参数修正，提高了液位传感器的适应性，进而提高了液位传感器的测量精确度和稳定性。

参见图5所示的一种液位传感器中，内电极的具体结构示意图；该图5中以七段子电极为例；由图5可知，上述多段同轴排列的管状子电极固定设置于绝缘轴500上；相邻的子电极之间设置有绝缘环501。在实际实现时，子电极的段数越多，液位传感器的测量精确度越高，子电极的数量可以根据用户对液位传感器的实际需求进行设置，该子电极的数量可以为三段、五段、七段或九段等。

通常，被测液体和环境空气填充在内电极和外电极之间，不同种类的液体或者不同测量环境下的环境空气均具有不同的导电性能，为了避免导电性高的填充介质导致电容放电，上述内电极表面覆盖有绝缘套管502；该绝缘套管502的长度与外电极的长度相同；该绝缘套管可以是石英玻璃管、陶瓷绝缘管及四氟管等耐腐蚀、耐高温、抗黏附材质；通过设置绝缘套管避免了内电极和外电极之间放电，提高了液位传感器的安全性和稳定性。

考虑到上述液位传感器可能较为细长，置入液体时，传感器内可能会进入气泡，导致液位高度测量误差较大，上述外电极302包括带有通气孔的金属管。通过设置通气孔可以排出进入液位传感器气泡，提高液位传感器的测量精度。另外，在实际实现时，上述金属管的具体材质不做限定，上述通气孔的位置可以根据用户的实际需求设置。

为了提高液位传感器的适用性，上述液位测量装置以连通器的形式与待测容器连接，设置于待测容器的外侧；如图3所示，通过接口303，可以将液位传感器设置于待测容器的外侧连通管304内。上述液位测量装置还可以设置于待测容器内部。

参见图6所示的另一种液位传感器的具体结构示意图；该液位传感器中，数据处理装置包括电容检测电路600和微处理器601；该电容检测电路600与液位测量装置606电连接，用于实时检测多段子电极的电容值，将多段子电极的电容值发送至微处理器；该微处理器601可以通过单片机实现，该微处理器601用于根据多段子电极的电容值输出液位高度值。具体地，上述电容检测电路与内电极连接，进一步地，该电容检测电路与内电极中的多段子电极分别连接。在实际实现时，上述电容检测电路和微处理器可以通过含有电容检测电路和微处理器等信号处理电路的变送器实现，该电容检测电路可以为电容检测专用芯片。

上述数据处理装置还包括外部通信接口；该外部通信接口与微处理器连接，用于将液位高度值输出至外部监控设备；该外部通信接口包括4～20mA接口602和通信串口603；上述微处理器将液位高度值转换成4～20mA的标准工业电流或其他数字信号，通过4～20mA接口602输出至二次仪表或其他工业控制设备；微处理器还可以将液位高度值通过通信串口603输出至相关信号接收设备。

上述方式可以将液位传感器测得的数据通过多种方式发送至外部监控设备，提高了液位传感器的普遍适用性。

进一步地，上述数据处理装置设置于液位测量装置的顶部；该数据处理装置密封于壳体内，壳体与外电极连接。为了进一步提高上述液位传感器的可控性，上述壳体上设置有显示屏604和按钮605；该显示屏604和按钮605均与微处理器601电连接；该显示屏604用于显示微处理器输出的液位高度；该按钮605可以现场设置液位传感器相关参数。该方式提高了液位传感器的可控性。

本实施例中，由于采用了电容检测电路，可以同时检测各段子电极的电容值，避免了电容检测模拟电路和使用切换开关片选各段电容带来的寄生电容等问题，提高了电路的稳定性和精确度，实现了各段传感器电容值的同时测量，消除了测量电极之间的信号相互干扰问题。多个子电极与外电极之间形成了多个电容，液位的变化或者介质介电常数的变化导致多个子电极电容值的变化，上述数据处理装置测量各个电极的电容值，并计算出液位值。该数据处理装置可以通过变送器实现。

该变送器的功能是对各个子电极的电容进行扫描检测，将电容值转换成数字量，发送至微处理器(例如，单片机)进行处理运算。变送器由专门的电容检测电路和单片机构成；该变送器的工作过程如下：电容检测电路测量各子电容的电容值，由单片机进行运算处理，每测量得到一组电容值就可以计算出一个液位高度值，同时将液位高度值转换为4～20mA标准工业电流或其它数字信号，以供二次仪表或工业控制所用。

实施例二：

对应于上述实施例一中提供的液位传感器，参见图7所示的一种液位传感器系统的结构示意图；该系统包括上述液位传感器700，还包括外部监控设备701。具体地，上述外部监控设备可以为二次仪表、其他工业控制设备或者相关信号接收设备等。

本实用新型实施例提供的液位传感器系统，与上述实施例提供的液位传感器具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

实施例三：

对应于上述实施例一中提供的液位传感器，参见图8所示的一种液位高度测量方法的流程图，该方法由上述液位传感器执行，方法包括如下步骤：

步骤S802，当检测到电容值发生变化的子电极低于液位传感器最顶端的子电极时，数据处理装置实时检测最顶端的子电极的电容值；

步骤S804，数据处理装置根据最顶端的子电极的电容值确定气体介质变化修正参数；

在液位传感器正常使用过程中，当液体液位的高度低于液位传感器最顶端的子电极时，数据处理装置可以实时检测最顶端的子电极的当前的电容值，以根据当前的电容值更新气体介质变化修正参数，该方式可以在当前环境空气发生变化时，依然保证气体介质变化修正参数与当前环境空气相对应，进一步提高液位传感器对当前环境空气的适应性。

步骤S806，当检测到电容值发生变化的子电极高于液位传感器最末端的子电极时，数据处理装置实时检测最末端的子电极的电容值；

步骤S808，数据处理装置根据最末端的子电极的电容值确定液体介质变化修正参数；

液位传感器在正常使用过程中，当液位高度高于最末端的子电极时，数据处理装置即可检测最末端的子电极的电容值；并根据该电容值确定液体介质变化修正参数；该液体介质变化修正参数与当前待测液体相对应，以提高液位传感器对当前待测液体的适应性。

由于数据处理装置测最末端的子电极的电容值具有实时性，当待测液体发生变化时，数据处理装置可以及时检测当前的最末端的子电极的电容值；并根据当前的电容值更新液体介质变化修正参数；该液体介质变化修正参数与当前待测液体相对应，进一步提高液位传感器对当前待测液体的适应性。

步骤S810，数据处理装置根据气体介质变化修正参数、液体介质变化修正参数、各个子电极的实时电容值、各个子电极的标准电容值以及各个子电极的长度，确定待测容器内液体高度值；其中，标准电容值为预先存储的各个子电极的介质为空气时的电容值。具体地，该标准电容值为在室温环境下测出各子电极在空气介质中的电容值。

本实用新型实施例提供的一种液位高度测量方法，数据处理装置根据实时检测到的最顶端的子电极的电容值可以确定气体介质变化修正参数，并根据实时检测到的最末端的子电极的电容值可以确定液体介质变化修正参数；最后根据气体介质变化修正参数、液体介质变化修正参数、各个子电极的实时电容值、各个子电极的标准电容值以及各个子电极的长度，可以确定待测容器内液体高度值；该方式可以使液位传感器实现自动校准，避免了手动进行零刻度和满刻度的校准；同时，该方式能够自动适应测量环境空气介质和测量液体介质的变化，避免了因测量环境空气介质或测量液体介质变化引起的测量误差，能够适用于各种测量场合和使用环境，大大提高了液体传感器的精确度和适应性。

具体地，上述数据处理装置根据最顶端的子电极的电容值确定气体介质变化修正参数，可以通过下述方式实现：

气体介质变化修正参数

其中，n代表最顶端的子电极；Cxn为实时获取的最顶端的子电极的电容值；Con为最顶端的子电极的标准电容值；Hn为最顶端的子电极的长度；

上述数据处理装置根据最末端的子电极的电容值确定液体介质变化修正参数，可以通过下述方式实现：

液体介质变化修正参数

其中，1代表最末端的子电极；Cx1为实时获取的最末端的子电极的电容值；Co1为最末端的子电极的标准电容值；H1为最末端的子电极的长度。

上述方式中，通过实时获取的最顶端的子电极的电容值和最末端的子电极的电容值、预先存储的最顶端和最末端的子电极的标准电容值、以及最顶端和最末端的子电极的长度，即可获得当前测量环境空气和待测液体介质下的气体介质变化修正参数和液体介质变化修正参数，实现了根据测量环境和测量液体介质的适应性，从而提高了液体传感器的精确度。

在工况环境下，M1和Mn不断更新，用于修正因液体或气体介电常数变化引起的测量值误差，从而使该液位传感器能够自动适应介质的变化，确保测量值的准确。

本实用新型实施例提供的液位传感器在正常工作时，由于各子电极长度可以根据测量量程确定成等长或成比例的结构形式，液位传感器可以非常容易地通过一个液位变化的学习过程，自动实现液位的零刻度和满刻度校准。液位传感器刚加电时液体进入第1段子电极，采用预设的Cx1值，判定液体进入第2段子电极后采用实时采集的Cx1值即M1值自动更新；如果液体由第2段子电极回到第1段子电极，此时液位在第2段子电极采集到的最后一次Cx1计算的M1值不再更新；同样，根据设定的标定值更新阈值，当判定液体进入第7段子电极时M7不再更新，而是采用液位在第6段时电容标定值M7的最后一次更新值。

进一步地，上述数据处理装置根据气体介质变化修正参数、液体介质变化修正参数、各个子电极的实时电容值、各个子电极的标准电容值以及各个子电极的长度，确定待测容器内液体高度值，可以通过下述方式实现：

待测容器内液体高度值

其中，k代表各个子电极；Cxk为实时获取的各个子电极的电容值；Cok为各个子电极的标准电容值；Hk为各个子电极的长度。

上述方式中，计算液体高度值时考虑了当前测量环境和测量液体介质引起的误差，并通过气体介质变化修正参数和液体介质变化修正参数进行误差的修正，提高了液体传感器的精确度。

实施例四：

对应于上述实施例三中提供的一种液位高度测量方法，本实施例以优选的七段子电极为例，具体描述液位高度测量方法。

相对理想环境下，各段子电极的电容计算公式为：

其中，n为1、2、3、4、5、6、7；Con为第n段子电极内充满空气时的电容值；Cmn为第n段子电极内充满液体时的电容值；

Con和Cmn计算公式如下：

在工况测量环境下，即液体和空气介电常数受外界影响不断变化的环境下，设第1段为液体介电常数变化电容标定段(相当于上述“液体介质变化标定子电极”，也即“最末端的子电极”)，第7段为气体介电常数变化电容标定段(相当于上述“气体介质变化标定子电极”，也即“最顶端的子电极”)。各段子电极由于受液体介电常数不断变化和气体的介电常数不断变化的影响，此时液体传感器测得的总电容值Cxn为：

其中，n为1、2、3、4、5、6、7；为空气段介电常数变化引起的单位高度电容变化；为液体段介电常数的变化引起的单位高度电容值的变化；Cx1是在工况环境下实时测得第1段子电极的电容值；Cx7是在工况环境下实时测得第7段子电极的电容值；Cm1是在假定被测介质理想状态下测量得到第1段子电极的满电容值；Co1和Co7分别是第1段和第7段电容传感器在标准空气环境下测得的空电容值；H1和H7分别是第1段子电极和第7段子电极的物理高度。

设定第1段子电极为自适应标定段，即刚上电时，液体进入第1段采集第1段子电极电容值Cx1的过程就是一个自学习阶段。液体进入第2段后停止自学习过程进入实时测量阶段，此时第1段子电极的单位高度电容值变化就是各段电容传感器测量介电常数不断变化液体的标定值；同理，被测量介质没有进入第7段电容传感器时测得的第7段电容传感器单位高度电容值变化用来标定各段因空气介电常数不断变化而造成的电容变化。

根据上述公式可以得到液体高度位于第2段子电极时的电容值为：

同样得到：

Cx3＝Co3+M1×Hx3+M7×H3-M7×Hx3

Cx4＝Co4+M1×Hx4+M7×H4-M7×Hx4

Cx5＝Co5+M1×Hx5+M7×H5-M7×Hx5

Cx6＝Co6+M1×Hx6+M7×H6-M7×Hx6

Cx7＝Co7+M1×Hx7+M7×H7-M7×Hx7

Cx1＝Co1+M1×Hx1+M7×H1-M7×Hx1

在相对稳定的环境及相对理想的物理结构状态下，单位高度的电容变化量相等，有下面等式：

其中：

由于7段子电极为并联关系，所以有：C＝Cx1+Cx2+Cx3+Cx4+Cx5+Cx6+Cx7；

Cx1+Cx2+Cx3+Cx4+Cx5+Cx6+Cx7

＝Co1+Co2+Co3+Co4+Co5+Co6+Co7+M1

×(Hx1+Hx2+Hx3+Hx4+Hx5+Hx6+Hx7)+M7

×(H1+H2+H3+H4+H5+H6+H7)-M7

×(Hx1+Hx2+Hx3+Hx4+Hx5+Hx6+Hx7)

所以有如下等式：

Cx1+Cx2+Cx3+Cx4+Cx5+Cx6+Cx7

-(Co1+Co2+Co3+Co4+Co5+Co6+Co7)-M7

×(H1+H2+H3+H4+H5+H6+H7)

＝M1×(Hx1+Hx2+Hx3+Hx4+Hx5+Hx6+Hx7)-M7

×(Hx1+Hx2+Hx3+Hx4+Hx5+Hx6+Hx7)

继续推导得出：

其中：Hx为液体高度值；Cx1、Cx2、Cx3、Cx4、Cx5、Cx6、Cx7是在工况环境下实时测得各段子电极的电容值；Co1、Co2、Co3、Co4、Co5、Co6、Co7是各段子电极的标准空电容值；H1、H2、H3、H4、H5、H6和H7分别是各段子电极的物理高度(相当于“子电极的长度”)。

液体传感器刚加电时液体进入第1段子电极，采用预设的Cx1值，如果液体由第2段子电极回到第1段子电极，此时液位在第2段子电极采集到的最后一次Cx1值计算的M1值不再更新；当液体进入第7段子电极时M7不再更新，而是采用液位在第6段时电容标定值M7的最后一次更新值。

下面以单段长度为40mm的七段电容传感器为例计算其在测试介质中的液位值。首先测得各段电容传感器的标准空值(可在设备出厂前测定并存储于设备中)：

Co1＝42.32p Co2＝43.3p Co3＝41.34p Co4＝40.26p Co5＝38.5p Co6＝37.4p Co7＝36.2p；

在工况环境下采集一组电容值：

Cx1＝49.94p Cx2＝50.64p Cx3＝46.98p Cx4＝40.34p

Cx5＝38.56p Cx6＝37.46p Cx7＝36.26p；

H1＝40mm H2＝40mm H3＝40mm H4＝40mm

H5＝40mm H6＝40mm H7＝40mm；

根据测得的上述一组数据可以计算出相应的液位高度：

计算过程如下：

可以看出液位高度处在第3段位置，计算出的液位高度值为108.15mm。

对比现有技术中，应用图1所示的电容式液位计的液位计算方式如下：

电容传感器内充满空气时的电容值Co,充满液体时的电容值Cm分别为：

当电容传感器内充满液体介质高度为Hx，充满空气介质高度为H-Hx时的电容值Cx为：

由(1)式得到：

由(2)式得出：

其中：为电容传感器由空到满时单位高度电容的变化值；Hx为测量时的液位高度值；Cx：探极测量时的测量电容值；Co：标定状态下电容传感器充满空气时的电容测量值；Cm：标定状态下电容传感器充满被测介质时电容测量值；H：现场标定状态下，电容测量值从Co到Cm变化对应的被测介质液位变化值，即液位值能测得的最大高度值。

上述采用传统的单探极电容式液位计因自身没有补偿被测介质介电常数的变化、杂散电容的干扰、温度漂移、挂料等因素的影响能力，导致在较为复杂的测量环境下，误差较大。

对比而言，本实用新型实施例提供的液位高度测量方法，采用多段电极式液位传感器测量，将传统电容式液位测量中的一段圆柱形电容传感器分成了多段相互独立的圆柱形子电极，每一段相互并联，相互绝缘并独立引线，相当于从上至下形成了多个小量程电容传感器。各段电容同时检测，利用多个子电极的测量结果得到液位整体的测量结果。由于采用了多电极结构，相当于缩短了检测量程，提高了检测分辨率和精度，并且不需要手动进行零刻度和满刻度校准，能够实现自动校准和自动适应介质变化，克服了液体的介电常数的变化而引起的误差，大大提高了测量精度，使液位计具有通用性。

本实用新型实施例提供的液位传感器、传感器系统和液位高度测量方法，使电容式液位计能够适用于各种测量场合和使用环境。该液位传感器通过实时监测液体和气体的介电常数变化来自动修正变化对液位高度值带来的影响，并且消除了现有技术中寄生电容对测量准确度造成的影响，以实现更为准确的连续测量。

本实用新型实施例提供的液位传感器、传感器系统和液位高度测量方法，提供了一种能对温度、压力、介质密度、介电常数、环境条件、电源变化等所产生的影响进行自动补偿的多电极电容传感器及其液位计算方法，使液位传感器能够适用于各种测量场合和使用环境。该液位传感器中，多电极的结构设计，使液位测量通过实现在线自动补偿，实时监测液体和气体的介电常数变化来自动修正变化对液位高度值带来的影响，并且消除了现有技术中寄生电容对测量准确度造成的影响，以实现更为准确的连续测量，具有测量准确度高，稳定性好，安装使用方便，测量电容无盲区等优点。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。