一種電容式智能液位測量儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測量儀，尤其涉及一種電容式智能液位測量儀。
【背景技術】
[0002]在工程實踐過程中液位的測量與控制具有廣泛的應用范圍和實用價值，很多過程控制領域和工業(yè)生產(chǎn)中往往需要對液位進行嚴格的控制，液位控制精度的高低直接影響了產(chǎn)品的品質(zhì)，對生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生了重要的影響。因此，如何精確的進行液位測量和液位控制是過程控制中的一個關鍵環(huán)節(jié)，直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量品質(zhì)。
[0003]隨著生產(chǎn)活動的自動化程度的提高，液位測量與控制正在向著越來越智能化、精確化的方向發(fā)展。液位檢測與控制的精確度和智能化程度對工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生了重要的影響，通過對液位的檢測與控制，可以了解到生產(chǎn)過程中指定環(huán)節(jié)的原料、半成品以及成品的數(shù)量，從而可以第一時間掌握生產(chǎn)情況，完成對容器內(nèi)的輸入輸出物料平衡的調(diào)節(jié)，以確保整個生產(chǎn)流程內(nèi)各環(huán)節(jié)搭配得當，系統(tǒng)穩(wěn)定運行。隨著人間交互手段在工業(yè)自動化中的不斷應用，在控制現(xiàn)場檢測到的液位數(shù)據(jù)可以通過通訊模塊上傳到遠程電腦終端，通過控制計算機可以實現(xiàn)對整個生產(chǎn)運行的監(jiān)控，從而提高了液位控制的準確度、增強了控制環(huán)節(jié)的即時性，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。所以設計一個良好的液位控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的實際意義。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明提供了一種電容式智能液位測量儀。本發(fā)明包括傳感器檢測單元、555定時器電路、單片機控制系統(tǒng)、顯示報警單元四部分。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0006]一種電容式智能液位測量儀，其組成包括傳感器檢測單元、555定時器電路、單片機控制系統(tǒng)、顯示報警單元四部分。
[0007]所述的一種電容式智能液位測量儀，其特征在于電容傳感器檢測單元是由細長的半徑為R1的不銹鋼管、同軸半徑為Rtl的絕緣導線以及被測液體共同構成的金屬圓柱形電容器構成。
[0008]所述的一種電容式智能液位測量儀，其特征在于采用555定時器構成的多諧振蕩器作為信號發(fā)生電路，把傳感器檢測到的電容信號轉換為單片機可以檢測的矩形脈沖信號，從而實現(xiàn)電容頻率轉化。
[0009]采用555定時器構成的多諧振蕩器作為信號發(fā)生電路，把傳感器檢測到的電容信號轉換為單片機可以檢測的矩形脈沖信號，從而實現(xiàn)電容頻率轉化。
[0010]電容式液位傳感器(傳感器為同軸圓柱形電極結構)作為液位檢測探頭，傳感器的電容線性地反映液位高度變化，通過555定時器電路構成的多諧振蕩器，將電容信號轉變?yōu)槊}沖信號的頻率變化，輸入給單片機進行實時檢測，然后經(jīng)過軟件程序處理，計算出液位高度,并觸發(fā)相應功能電路進行液位顯示和報警。
【附圖說明】
[0011]圖1是系統(tǒng)結構框圖；
[0012]圖2是電容式傳感器原理圖；
[0013]圖3是555定時器電路。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細的描述:
[0015]一種電容式智能液位測量儀。其組成包括傳感器檢測單元、555定時器電路、單片機控制系統(tǒng)、顯示報警單元四部分。
[0016]其特征在于電容傳感器檢測單元是由細長的半徑為R1的不銹鋼管、同軸半徑為Rtl的絕緣導線以及被測液體共同構成的金屬圓柱形電容器構成。
[0017]其特征在于采用555定時器構成的多諧振蕩器作為信號發(fā)生電路，把傳感器檢測到的電容信號轉換為單片機可以檢測的矩形脈沖信號，從而實現(xiàn)電容頻率轉化。
[0018]本發(fā)明采用同軸圓柱型電容傳感器檢測液位的高度，主要利用其兩電極間的覆蓋面積隨被測液體液位的變化而改變，從而弓I起對應電容量的變化進行液位測量。傳感器接入555振蕩電路充當充放電電容，多諧振蕩器輸出脈沖信號從而將電容變化轉變?yōu)樾盘栴l率變化，利用單片機定時器/計數(shù)器計量脈沖信號頻率，軟件計算出液位高度。顯示電路連接于單片機用于顯示液位的高度，按鍵電路用于輸入設置報警液位上下限，蜂鳴器報警。
[0019]液位測量儀系統(tǒng)結構框圖如圖2所示。其中:
[0020]待測物理量:本設計用于液位測量，在這里為液位。
[0021]傳感器:傳感器用于采集液位信號，并將液位變化轉換成相應的電容量變化輸出。系統(tǒng)中使用電容式液位傳感器作為測量元件，利用其電容值變化與液位高度呈線性關系來進行液位測量，具有很高的測量精度。
[0022]555振蕩器:傳感器的輸出信號為電容量，需要經(jīng)過555定時器組成的多諧振蕩器轉變成脈沖信號輸出，由于輸出的信號為矩形脈沖，省略整形濾波電路。
[0023]單片機:系統(tǒng)的主控部分采用單片機作為數(shù)據(jù)處理和控制設備，用來計算液位高度，并驅(qū)動外圍電路。
[0024]顯示設備:在此用到四位一體的8段共陽極數(shù)碼管。
[0025]按鍵輸入:用于實現(xiàn)液位報警的上下限設置。
[0026]報警電路:當液位超出預設的警戒值時，啟動蜂鳴器報警。
【主權項】
1.一種電容式智能液位測量儀。其組成包括傳感器檢測單元、555定時器電路、單片機控制系統(tǒng)、顯示報警單元四部分。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種電容式智能液位測量儀，其特征在于電容傳感器檢測單元是由細長的半徑為R1的不銹鋼管、同軸半徑為Rtl的絕緣導線以及被測液體共同構成的金屬圓柱形電容器構成。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種電容式智能液位測量儀，其特征在于采用555定時器構成的多諧振蕩器作為信號發(fā)生電路，把傳感器檢測到的電容信號轉換為單片機可以檢測的矩形脈沖信號，從而實現(xiàn)電容頻率轉化。
【專利摘要】一種電容式智能液位測量儀，其組成包括傳感器檢測單元、555定時器電路、單片機控制系統(tǒng)、顯示報警單元四部分。采用電容式液位傳感器（傳感器為同軸圓柱形電極結構）作為液位檢測探頭，傳感器的電容線性地反映液位高度變化，通過555定時器電路構成的多諧振蕩器，將電容信號轉變?yōu)槊}沖信號的頻率變化，輸入給單片機進行實時檢測，然后經(jīng)過軟件程序處理，計算出液位高度，并觸發(fā)相應功能電路進行液位顯示和報警的電容式智能液位測量儀。
【IPC分類】G01F23-26
【公開號】CN104677461
【申請?zhí)枴緾N201310625227
【發(fā)明人】金詩宇, 劉學敏
【申請人】哈爾濱恒譽名翔科技有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2013年11月29日