[发明专利]一种分段电容自适应量程的液位测量装置及应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及液位测控技术领域，尤其涉及一种分段电容自适应量程的液位测量装置及应用方法。

背景技术

所谓电容式液位测量装置，依据电容感应原理，当被测介质浸汲测量电极的高度变化时，引起其电容变化；由于液体的介电常数ε1和液面上的介电常数ε2不同，比如:ε1>ε2，则当液位升高时，电容式液位计两电极间总的介电常数值随之加大因而电容量增大。反之当液位下降，ε值减小，电容量也减小。所以，电容式液位测量装置，可通过两电极间的电容量的变化来测量液位的高低。

目前，市场上供应的电容式液位测量装置，种类繁多，有浮球式，压力传感器式，激光式以及超声波式等多种原理的产品，但是这些仪器都存在以下缺点：1.测量误差大，基本在5％左右；2.功耗大，电流在几十毫安到100多毫安不等；3.机械部件多，存在机械振动造成故障率高。4.安装麻烦；5.不能识别不同油品的油造成不同油品的测量结果误差大，比如97号汽油和0号柴油，润滑油等与水的混合物；6.现有技术中常见的液位测量装置无法满足界面液位测量的要求，即下层液体的高度，尤其是油水混合物中油与水的分界面测位问题。

发明内容

为解决现有的液位测量装置误差大，功耗大、机械部件多和安装麻烦的缺点，本发明提供如下技术方案：

一种分段电容自适应量程的液位测量装置，包括电极杆，与电极杆相连接的信号处理装置3以及用于保护信号处理装置3的上盖1，所述电极杆通过电极连接件4与上盖1连接，所述电极杆包括内电极7和外电极6，所述内电极7通过密封圈8与外电极6相连接，所述内电极7与外电极6之间设有温度传感器9，所述内电极7包括至少一根支撑圆棒和至少5个分布在支撑圆棒上的不同位置的金属电极导体11组成，每个金属电极导体11之间通过至少一个导线引出；所述电极杆底部设有堵头10；所述上盖1与电极连接件4之间设有防水接头2；

进一步的，所述内电极7由一根支撑圆棒和5个均匀分布在支撑圆棒上的不同位置的金属电极导体11组成，每个金属电极导体11之间通过一个导线引出；

进一步的，所述金属电极导体11之间的间距为0.2-1.0mm；

进一步的，所述金属电极导体11之间的间距为0.6mm；

进一步的，所述支撑圆棒的直径为8.0mm；

进一步的，所述金属电极导体11的长度，宽度，高度以及材质均相同。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：与单段分析液体的高度相比，分段判断液体的高度方法在精度上提高至少5倍，误差至少降低20％；温漂明显减小；此类液位测量装置低功耗，低达0.5-0.8mA；能够测量液压高达4.0-6.0MPa的液体液位。

为解决不能识别不同油品的油测量误差大和无法满足界面液位测量要求的问题，本发明还提供另一技术方案如下：

一种分段电容自适应量程的液位测量装置的应用方法，该装置可以应用于不相溶混合液体的交界面液位测量。

进一步的，所述不相溶混合液体为油水混合物。

进一步的，所述混合液体的过程压力为4.0-6.0MPa。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：电极杆抛弃传统的单电极，采用多电极，利用扫描的方法，解决当液体的介质发生变化时，能够自动适应不同介质的变化，从而测量油水混合物的交界面的高度；传统的测量交界面的方法繁琐，装置十分复杂，而此种装置结构简单，测量方法简便，从而节约成本，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明的电容液位测量装置结构示意图；

图2为本发明的实施例1中电容等效模型的示意图；

图3为本发明的实施例2中电容等效模型的示意图；

图4为本发明的实施例3中测量电路原理图；

图5为本发明的实施例4中液位测量装置的安装过程图；

图6为本发明的实施例4中液位测量装置的安装示意图。

附图标记：1、上盖；2、防水接头；3、信号处理装置；4、电极连接件；05、法兰；6、外电极；7、内电极；8、密封圈；9、温度传感器；10、堵头；11、金属电极导体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例1