[发明专利]液位传感器

说明书

本发明提供一种液位传感器，包括同轴依次套设的筒形第一电极、第二电极、参考电极以及控制器，其中该参考电极的高度小于该第一电极和该第二电极的高度；液体适于进入该第一电极和该第二电极之间及该第二电极和该参考电极之间；该控制器适于测量该第一电极与该第二电极间的测量电容和该第二电极与该参考电极间的参考电容；该控制器根适于据该参考电容计算该液体的液体介电常数，并根据该液体介电常数和该测量电容计算该液体的液位高度。本发明提供的液位传感器，由于具有参考管，所以可以通过测得的参考管与内管间的电容来消除温度变化等环境因素带来的影响，实现高可靠性的液位测量。

技术领域

本发明涉及一种液位传感器，尤其涉及一种能够消除温度变化等环境因素带来的影响，实现高可靠性的液位高度测量的液位传感器。

背景技术

液位传感器，顾名思义，是一种用于探测容器中的液位高度的传感器。液位传感器被广泛用于诸如润滑油箱、防冻液槽等需要对容器内部的液位高度进行监控的场合。电容式液位传感器作为液位检测领域的主流形式之一，是一种通过利用电容器的原理，将电容极板间液位转换为电容量，再基于电容量与液位的线性关系计算出液位高度的液位传感器。通常电容式液位传感器采用筒型结构，当被测液体的液面在同轴圆管之间发生变化时，引起极板之间不同介电常数介质的高度发生变化，从而导致电容量的变化。目前的电容式液位传感器一般采用从被测液体的上方垂直插入容器的安装方式，对电容值进行测量，并将测量出的电容值直接换算为液面高度。

电容式液位传感器的测量精度主要受温度影响。为提高精度，电容式液位传感器生产商们主要通过以下两种方法对温度变化进行补偿。一是在电容式液位传感器上集成温度测量模块，并增加信号处理电路，利用温度测量模块的输出对液位传感器的测量结果进行温度补偿。二是通过标定试验获取经验参数，在上位机通过软件进行温度补偿。

然而，上述两种方案事实上都不能够直接的进行温度补偿。换言之，上述的技术方案，为了实现温度补偿都需要增加较多的电子器件，进而导致传感器的整体可靠性降低。针对这一情况，有必要提供一种能够消除温度变化等环境因素带来的影响，实现高可靠性的液位高度测量的液位传感器。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够消除温度变化等环境因素带来的影响，实现高可靠性的液位测量的液位传感器。

为解决本发明所提出的至少一部分技术问题本，本发明提供了一种液位传感器，其特征在于：包括同轴依次套设的筒形的第一电极、第二电极、参考电极以及控制器，该第一电极和该第二电极的高度相同，该参考电极的高度小于该第一电极和该第二电极的高度；该第一电极和/或该第二电极的下部具有小孔，适于使液体进入该第一电极和该第二电极之间及该第二电极和该参考电极之间；

该第一电极、该第二电极和该参考电极为导电材料制成，并分别与该控制器连接，该控制器适于测量该第一电极与该第二电极间的测量电容和该第二电极与该参考电极间的参考电容；

该控制器根适于据该参考电容计算该液体的液体介电常数，并根据该液体介电常数和该测量电容计算该液体的液位高度。

根据本发明的至少一个实施例，该第一电极套设在该第二电极外侧，该参考电极设置在该第二电极内部，该第一电极和该第二电极的下部具有小孔，适于使液体进入该第一电极内部和该第二电极内部。

根据本发明的至少一个实施例，该第一电极设置在该第二电极内部，该参考电极套设在该第二电极外部，该第二电极的下部具有小孔，适于使液体进入该第一电极和该第二电极之间。

根据本发明的至少一个实施例，该参考电极的高度的上限是5厘米或10厘米；

参考桶的高度的上限是1厘米或3厘米。

根据本发明的至少一个实施例，该控制器根据该参考电容、该第二电极的尺寸和该参考电极的尺寸计算该液体介电常数。