本实用新型专利技术公开了一种用于同时获得容器倾角和液位的电容式传感器，包括四块相同规格的电极、金属屏蔽层（5）、上、下管口敞开的绝缘管（6）和电容量测量装置；所述金属屏蔽层（5）紧密附着在绝缘管（6）的外壁面上，所述四块电极的形状适配于绝缘管（6）的内壁面，该四块电极分别紧密贴装在绝缘管（6）的内壁面上，相邻两块电极之间留有延伸方向平行于绝缘管（6）轴向的狭长条形间隙，并且该四块电极的上、下沿平齐于所述绝缘管（6）的上、下管口，所述电容量测量装置测量获得相邻两块电极之间的电容量。本实用新型专利技术具有结构简单，制造、维护成本低，可靠性、精度高的优点。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种用于同时获得容器倾角和液位的电容式传感器，包括四块相同规格的电极、金属屏蔽层（5）、上、下管口敞开的绝缘管（6）和电容量测量装置；所述金属屏蔽层（5）紧密附着在绝缘管（6）的外壁面上，所述四块电极的形状适配于绝缘管（6）的内壁面，该四块电极分别紧密贴装在绝缘管（6）的内壁面上，相邻两块电极之间留有延伸方向平行于绝缘管（6）轴向的狭长条形间隙，并且该四块电极的上、下沿平齐于所述绝缘管（6）的上、下管口，所述电容量测量装置测量获得相邻两块电极之间的电容量。本技术具有结构简单，制造、维护成本低，可靠性、精度高的优点。【专利说明】用于同时获得容器倾角和液位的电容式传感器
本技术涉及一种用于同时获得容器倾角和液位的电容式传感器。
技术介绍
倾角传感器和液位传感器在各种领域得到普遍应用，一般的应用中倾角和液位两个参量都是分别由该两个传感器单独测量的，当需要同时检测液位和倾角时，现有方法存在性价比低、维护费用高等缺陷。另外，目前大部分液位检测都是面向静止容器而形成的技术，具体实施中有浮子液位计、超声波液位计、光纤液位计、差压式液位计、圆柱形两电极电容式液位计等，这些方法的一个重要缺陷是:当容器处于动态即时而倾斜时而直立之中时便不能精确检测，此时为了能准确测量液位需要额外的针对容器的倾斜检测及误差补偿。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是:提供一种用于同时获得容器倾角和液位的电容式传感器，以克服现有技术性价比低、维护费用高的问题。解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案如下:一种用于同时获得容器倾角和液位的电容式传感器，其特征在于:所述的电容式传感器包括四块相同规格的电极、金属屏蔽层、上、下管口敞开的绝缘管和电容量测量装置；所述金属屏蔽层紧密附着在绝缘管的外壁面上，所述四块电极的形状适配于绝缘管的内壁面，该四块电极分别紧密贴装在绝缘管的内壁面上，相邻两块电极之间留有延伸方向平行于绝缘管轴向的狭长条形间隙，并且该四块电极的上、下沿平齐于所述绝缘管的上、下管口，所述电容量测量装置测量获得相邻两块电极之间的电容量。作为本技术的一种实施方式，所述绝缘管为圆柱形管。作为本技术的一种实施方式，所述绝缘管为长方体形管。作为本技术的一种实施方式，所述绝缘管为塑料管。作为本技术的一种实施方式，所述相邻两块电极之间的狭长条形间隙宽度为0.9-1.2mm。作为本技术的优选实施方式，所述相邻两块电极之间的狭长条形间隙宽度为1.0mm0与现有技术相比，本技术具有以下有益效果:本技术通过将四块相同规格的电极按特定方式进行安装，再检测出相邻两块电极之间的电容量，以获得足以表达出受测容器的动态倾角和其中受测液体的液位的冗余信息，实现了对倾角和液位的电容四参量检测。本技术具有结构简单，制造、维护成本低，信息冗余性高，可靠性、精度高的优点。【专利附图】【附图说明】下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步的详细说明:图1为本技术的俯视结构示意图；图2为本技术的侧视结构示意图；图3为本技术进行倾斜方向判断的示意图；图4为本技术进行倾斜角测量的示意图；图中:1.电极1;2.电极2;3.电极3;4.电极4 ;5.金属屏蔽层；6.绝缘管；C1.电极I和电极2之间的电容；C2.电极2和电极4之间的电容；C3.电极3和电极4之间的电容；C4.电极I和电极3之间的电容。【具体实施方式】实施例一如图1和2所示，本技术实施例一的用于同时获得容器倾角和液位的电容式传感器，包括四块相同规格的电极、金属屏蔽层5、上、下管口敞开的绝缘管6和电容量测量装置；绝缘管6为圆柱形塑料管，金属屏蔽层5紧密附着在绝缘管6的外壁面上，四块电极的形状适配于绝缘管6的内壁面，该四块电极分别紧密贴装在绝缘管6的内壁面上，相邻两块电极之间留有延伸方向平行于绝缘管6轴向的狭长条形间隙，并且该四块电极的上、下沿平齐于绝缘管6的上、下管口，电容量测量装置测量获得相邻两块电极之间的电容量。其中，相邻两块电极之间的 狭长条形间隙宽度为1.0mm。通过本技术的电容式传感器获取到的上述电容量，即能具有足够的冗余信息表达出受测容器的动态倾角和其中受测液体的液位，其可以通过现有的算法计算出来，原理具体说明如下:当容器处于静止状态时，4个电容传感器均可单独测量容器内液位，也可比较它们的测量值来综合评价容器内液位，提高了测量信息冗余性，可靠性和鲁棒性；当容器处于运动状态(时而倾斜时而直立)时，由于4个电容传感器提供了足够的信息冗余，可融合4个电容传感器的测量电容来评价容器倾斜方向及倾角和其中液位的高低。将本技术的电容式传感器放入受测容器内、使得受测液体流入绝缘管6的管腔中后，四个电极1、2、3和4两两组成的电容传感器极板之间的电解质介电常数的改变引起了两极板之间电容的变化，这种电容的变化规律与被测液体的液位存在函数关系，从而被测液体的液位信息被检测，它们之间的关系可用如下的多项式来拟合。L(Cl,C2,C?CA) = k,+kCl+Cl+^i+CA式中，L是被测液体的液位，Cp C2、C3> C4分别是电极I和2、电极2和4、电极3和4、电极I和3之间的电容，kQ，k为系数，可利用各种已知液位LiQ=O, I, 2,...，n)及其对应被测电容值Cn、C21、C31、(i=0,l,2,-,η)之间的实验数据库回归分析得到。容器倾斜方向及倾角的测量如图3、4所示。首先根据Cp C2, C3> C4之间的大小关系判断出容器倾斜的大致方向，若C1=C3且(:2冗4，则容器偏向正东；若C1A且C2=C4,则容器偏向正北；若C1=C3且C2〈C4，则容器偏向正西；若C^C3且C2=C4,则容器偏向正南。若CAC3且C2>C4，则容器偏向东北方向，具体倾斜角度为东偏北α，可参考图4得到:【权利要求】1.一种用于同时获得容器倾角和液位的电容式传感器，其特征在于:所述的电容式传感器包括四块相同规格的电极、金属屏蔽层(5)、上、下管口敞开的绝缘管(6)和电容量测量装置；所述金属屏蔽层(5)紧密附着在绝缘管(6)的外壁面上，所述四块电极的形状适配于绝缘管(6)的内壁面，该四块电极分别紧密贴装在绝缘管(6)的内壁面上，相邻两块电极之间留有延伸方向平行于绝缘管(6)轴向的狭长条形间隙，并且该四块电极的上、下沿平齐于所述绝缘管(6)的上、下管口，所述电容量测量装置测量获得相邻两块电极之间的电容量。2.根据权利要求1所述的电容式传感器，其特征在于:所述绝缘管(6)为圆柱形管。3.根据权利要求1所述的电容式传感器，其特征在于:所述绝缘管(6)为长方体形管。4.根据权利要求1至3任意一项所述的电容式传感器，其特征在于:所述绝缘管(6)为塑料管。5.根据权利要求1至3任意一项所述的电容式传感器，其特征在于:所述相邻两块电极之间的狭长条形间隙宽度为0.9-1.2_。6.根据权利要求5所述的电容式传感器，其特征在于:所述相邻两块电极之间的狭长条形间隙宽度为1.0mm。【文档编号】G01D21/02GK203758549SQ201420132024【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年3月本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于同时获得容器倾角和液位的电容式传感器，其特征在于：所述的电容式传感器包括四块相同规格的电极、金属屏蔽层（5）、上、下管口敞开的绝缘管（6）和电容量测量装置；所述金属屏蔽层（5）紧密附着在绝缘管（6）的外壁面上，所述四块电极的形状适配于绝缘管（6）的内壁面，该四块电极分别紧密贴装在绝缘管（6）的内壁面上，相邻两块电极之间留有延伸方向平行于绝缘管（6）轴向的狭长条形间隙，并且该四块电极的上、下沿平齐于所述绝缘管（6）的上、下管口，所述电容量测量装置测量获得相邻两块电极之间的电容量。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王永红，陆贵荣，
申请(专利权)人：中石化第五建设有限公司，中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44
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