带湿度自适应的静电容液位计制造技术

本实用新型专利技术公开了一种带湿度自适应的静电容液位计，包括接线盒、采样电极、连接件、连接板以及控制芯片，所述的控制芯片上设置有电源、电容频率转换器、AVR单片机处理器、电容式传感器和数字变位器，所述的电源分别与电容式传感器和AVR单片机处理器相连接，所述的电容式传感器通过电容频率转换器与AVR单片机处理器相连接，所述的AVR单片机处理器与数字变位器相连接。通过上述方式，本实用新型专利技术利用温湿度传感器检测采样电极周围温度和湿度，通过AVR单片机处理器分析处理，给数字变位器发出指令，对输出电流或信号做校正补偿，从而达到输出值不随湿度的改变而改变，提高实际液位的测量精度，提高产品的使用寿命和安全性。

Static capacitance liquid level meter with humidity self adaption

【技术实现步骤摘要】
带湿度自适应的静电容液位计
本技术涉及工业自动化的领域，尤其涉及一种带湿度自适应的静电容液位计，属于仪器仪表，直接应用于水处理，化工、船舶、石油、生物制药、环保、市政、食品等行业。
技术介绍
1)仪表化与局部自动化(20世纪50～60年代)阶段20世纪50年代前后，电容式液位计在过程控制中开始得到发展。一些工厂企业实现了仪表化和局部自动化。这是电容式液位计在过程控制发展中的第一个阶段。这个阶段的主要特点是：采用的过程检测控制仪表为基地式仪表和部分单元组合式仪表，而且多数是气动仪表；过程控制系统的结构绝大多数是单输入—单输出系统；被控参数主要是液位，控制的目的主要是保持这些工艺参数的稳定、准确，确保生产安全；2)综合自动化(20世纪60～70年代中期)阶段在20世纪60年代，随着工业生产的不断发展，对电容式液位计提出了新的要求；电子技术的迅速发展，也为自动化技术工具的不断完善提供了条件，磁浮子液位计开始进入第二阶段。在这一阶段中，工业生产过程出现了一个车间乃至一个工厂的综合自动化，其主要特点是：大量采用单元组合仪表(包括气动和电动)和组装式仪表。与此同时，计算机开始应用于过程控制领域，实现了直接数字控制(DirectDigitalControl，DDC)和设定值控制(StatisticalProcessControl，SPC)。在自动化仪表过程控制系统的结构方案方面，相继出现了各种复杂的控制系统，如串级控制、前馈—反馈复合控制、Smith预估控制以及比值、均匀、选择性控制等，一方面提高了控制质量，另一方面也满足了一些特殊的控制要求。自动化仪表控制系统的析与综合的理论基础，由经典控制理论发展到现代控制理论。控制系统由单变量系统转向多变量系统，以解决生产过程中遇到的更为复杂的问题。3)全盘自动化(20世纪70年代中期至今)阶段20世纪70年代中期以来，随着现代工业生产的迅猛发展，微型计算机的开发与应用，经历三阶段：一阶段的主要特点是：在新型的自动化技术工具方面，开始采用以微处理器为核心的智能单元组合仪表(包括可编程序控制器等)；成分在线检测与数据处理的应用也日益广泛；模拟调节仪表的品种不断增加，可靠性不断提高，电容式液位计也实现了本质安全防爆，适应了各种复杂过程控制的要求。在过程控制系统的结构方面，由单变量控制系统发展到多变量系统，由生产过程的定值控制发展到最优控制、自适应控制，由自动化仪表控制系统发展到计算机分布式控制系统等。在控制理论的运用方面，现代控制理论移用到过程控制领域，如状态反馈、最优控制、解耦控制等在过程控制中的应用，加速了过程建模、测试以及控制方法设计、分析等控制技术和理论的发展。当前，电容式液位计已进入了计算机时代，进入了所谓计算机集成过程控制系统(ComputerIntegratedProcessSystem，CIPS)的时代。CIPS利用计算机技术，对整个企业的运作过程进行综合管理和控制，包括市场营销、生产计划调度、原材料选择、产品分配、成本管理，以及工艺过程的控制、优化和管理等全过程。分布式控制系统，先进过程控制策略以及网络技术、数据库技术等将是实现CIPS的重要基础。可以预计，过程控制将在我国社会主义现代化建设过程中得到更快的发展。目前使用的电容式液位计是利用被测物体的导电率，通过传感器测量电路将液位高度变化转换成相应的电压脉冲宽度变化，在由集成控制电路作数据处理，并转换成相应的液位高度进行显示或输出远程控制信号。它是由部分或整体绝缘的棍电极，拉紧或放松的绳电极（如果容器壁是导电的，可用壁替代绳电极），当液位上升或下降时，棍电极和绳电极之间的电容值发生变化，进而使仪表电路系统的电学量（电压值）发生改变。经过集成控制电路，从而输出也液位相对应电流信号或开关信号。根据客户需求，实现自动设备的远程控制或报警。容器内液体的湿度的变化，会使电极温湿度随之发生变化，容器内空气的湿度和温度也会随之变化，这些变化导致实际测得电容值与理论值偏差较大，近而影响输出电压，最终导致输出的电流和实际值偏差太大，使输出也液位相对应电流信号或开关信号不准确，对应的液位值误差太大。在湿度和温度变化不大的情况下，实际液位偏差不大。但实际使用过程湿度和温度差很大（如容器内的湿度从30%RH到90%RH反复变化），输出的信号值就不能和实际的液位精确匹配，影响设备的控制精度。
技术实现思路
本技术主要解决的技术问题是提供一种带湿度自适应的静电容液位计，利用温湿度传感器检测采样电极周围温度和湿度，通过AVR单片机处理器分析处理，给数字变位器发出指令，对输出电流或信号做校正补偿，从而达到输出值不随湿度的改变而改变，提高实际液位的测量精度，提高产品的使用寿命和安全性。为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：提供了一种带湿度自适应的静电容液位计，包括接线盒、采样电极、连接件、连接板以及控制芯片，所述的接线盒通过连接件设置在连接板的上端，所述的采样电极竖向设置在连接板的下端，所述的控制芯片设置在接线盒内，所述的控制芯片上设置有电源、电容频率转换器、AVR单片机处理器、电容式传感器和数字变位器，所述的电源分别与电容式传感器和AVR单片机处理器相连接，所述的电容式传感器通过电容频率转换器与AVR单片机处理器相连接，所述的AVR单片机处理器与数字变位器相连接。在本技术一个较佳实施例中，所述的电源采用24V直流电源。在本技术一个较佳实施例中，所述的数字变位器采用型号为AD8400的数字可调变位器。在本技术一个较佳实施例中，所述的数字变位器包括正补偿数字变位器和负补偿数字变位器。在本技术一个较佳实施例中，所述的静电容液位计还包括温湿度传感器，所述的温湿度传感器设置在连接板的底部并位于采样电极的侧边。在本技术一个较佳实施例中，所述的温湿度传感器还分别与电源和AVR单片机处理器相连接。在本技术一个较佳实施例中，所述的温湿度传感器采用型号为DHT11温湿度传感器。在本技术一个较佳实施例中，所述的温湿度传感器的信号通过单线接口传输给AVR单片机处理器。在本技术一个较佳实施例中，所述的AVR单片机处理器还通过数字变位器与电流信号输出端相连接。在本技术一个较佳实施例中，所述的电流信号输出端与外部控制设备相连接。本技术的有益效果是：本技术的带湿度自适应的静电容液位计，利用温湿度传感器检测采样电极周围温度和湿度，通过AVR单片机处理器分析处理，给数字变位器发出指令，对输出电流或信号做校正补偿，从而达到输出值不随湿度的改变而改变，提高实际液位的测量精度，提高产品的使用寿命和安全性。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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它的附图，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带湿度自适应的静电容液位计，其特征在于，包括接线盒、采样电极、连接件、连接板以及控制芯片，所述的接线盒通过连接件设置在连接板的上端，所述的采样电极竖向设置在连接板的下端，所述的控制芯片设置在接线盒内，所述的控制芯片上设置有电源、电容频率转换器、AVR单片机处理器、电容式传感器和数字变位器，所述的电源分别与电容式传感器和AVR单片机处理器相连接，所述的电容式传感器通过电容频率转换器与AVR单片机处理器相连接，所述的AVR单片机处理器与数字变位器相连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种带湿度自适应的静电容液位计，其特征在于，包括接线盒、采样电极、连接件、连接板以及控制芯片，所述的接线盒通过连接件设置在连接板的上端，所述的采样电极竖向设置在连接板的下端，所述的控制芯片设置在接线盒内，所述的控制芯片上设置有电源、电容频率转换器、AVR单片机处理器、电容式传感器和数字变位器，所述的电源分别与电容式传感器和AVR单片机处理器相连接，所述的电容式传感器通过电容频率转换器与AVR单片机处理器相连接，所述的AVR单片机处理器与数字变位器相连接。


2.根据权利要求1所述的带湿度自适应的静电容液位计，其特征在于，所述的电源采用24V直流电源。


3.根据权利要求1所述的带湿度自适应的静电容液位计，其特征在于，所述的数字变位器采用型号为AD8400的数字可调变位器。


4.根据权利要求3所述的带湿度自适应的静电容液位计，其特征在于，所述的数字变位器包括正补偿数字变位器和负补偿数字变位器。

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【专利技术属性】
技术研发人员：郑红，任礼志，
申请(专利权)人：苏州固宜电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32