本實用新型涉及一種電容式液位計，屬于平極板式電容液位計。

背景技術：

電容式液位計是利用液面高低變化影響電容器電容量大小的原理進行測量的傳感器。傳統(tǒng)電容式液位計的結構形式有很多種，例如平極板式、同心圓柱式等等。電容式液位計適用范圍非常廣泛，對待測介質本身性質的要求不像其它類傳感器那樣嚴格，對導電介質和非導電介質都能測量液位，此外還能測量有小幅晃動及高速運動的容器的液位。

傳統(tǒng)電容式液位測量的前提是待測介質介電常數(shù)保持不變，然而比如原油的介電常數(shù)受物料成分、水分、溫度等各種因素影響，其值是在一定范圍內變化的，沒有確定的介電常數(shù)可以給予。由于電容式液位計的液位測量需要用到介電常數(shù)，因此導致液位測量的準確度不高，這是傳統(tǒng)電容式液位計的測量誤差的主要來源，其限制了傳統(tǒng)電容式液位計在實際中的推廣和應用。

在此基礎上，誕生了可以測量介電常數(shù)不確定的待測介質的液位的分段電容式液位計。如中國專利20112015226披露了一種分段電容式液位計，其不足之處是缺乏報警模塊以及設定報警模塊用于報警的極限液位值的按鍵模塊，使用時安全性不高。

技術實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術的上述不足，本實用新型提出了一種可以測量介電常數(shù)不確定的待測介質的液位、測量準確度高、安全性高的電容式液位計。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用以下的技術方案：

電容式液位計，包括液位計表頭、固定在液位計表頭下端的豎向設置的第一電容極板組和第二電容極板組，第一電容極板組和第二電容極板組分別為平板狀且正對平行，第一電容極板組和第二電容極板組分別包括自下而上的多段極板，第一電容極板組的一段極板和第二電容極板組的與其并列的一段極板構成一段電容，各段電容的兩個極板正對等長，于是第一電容極板組和第二電容極板組構成自下而上的多段電容；

所述液位計表頭內設有單片機最小系統(tǒng)，交流激勵電流作用于上述各段電容產(chǎn)生對應的多個輸出電壓，多個輸出電壓通過調理放大電路連接至單片機最小系統(tǒng)，單片機最小系統(tǒng)通過A/D轉換模塊測量調理放大電路輸出的電壓值，根據(jù)該電壓值可以求得各段電容的電容值，單片機最小系統(tǒng)通過顯示屏顯示液位值，顯示屏位于所述液位計表頭上；

所述液位計表頭內還設有報警模塊，單片機最小系統(tǒng)連接該報警模塊，在單片機最小系統(tǒng)內預存裝液容器的極限液位值，當測量的液位值達到裝液容器的極限液位值時，單片機最小系統(tǒng)控制報警模塊發(fā)出報警提示；

所述液位計表頭上還設有按鍵模塊，單片機最小系統(tǒng)連接該按鍵模塊，按鍵模塊用于用戶設定所述報警模塊的用于報警的極限液位值，報警的極限液位值也可通過所述顯示屏觸屏輸入。

所述報警模塊的極限液位值包括上限液位值和下限液位值，當液位上升至上限液位值，報警模塊發(fā)出報警提示，以免發(fā)生溢出風險；當液位下降至下限液位值，報警模塊也發(fā)出報警提示，以提示液位不足。

作為優(yōu)選，所述液位計表頭內還設有通信模塊，單片機最小系統(tǒng)連接該通信模塊，單片機最小系統(tǒng)通過該通信模塊與上位機進行通信，將測量得到的液位值發(fā)送給上位機。

進一步，第一電容極板組和第二電容極板組的底端面固定連接有起加固作用的第一連接件；第一電容極板組和第二電容極板組的最上端極板的上方固定連接有起加固作用的第二連接件；第一連接件和第二連接件的位置避開了多段電容的使用區(qū)，以避免影響測量。

所述第一連接件和第二連接件為水平平板，第一連接件和兩側的極板垂直連接，第二連接件和兩側的極板垂直連接；采用水平平板的第一連接件可起到底端面支撐作用。

本實用新型的有益效果在于：

1、結構緊湊，使用可靠，可以測量介電常數(shù)不確定的待測介質的液位，測量準確度較傳統(tǒng)電容式液位計大為提高；

2、設有報警模塊、以及可設定報警模塊用于報警的極限液位值的按鍵模塊，可避免發(fā)生溢出風險，或者可用于提示液位不足，安全性高。

附圖說明

圖1為本實用新型電容式液位計實施例的立體結構圖。

圖2為本實用新型電容式液位計實施例的電路框圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施方式，對本實用新型作進一步詳細說明，應當理解，此處描述的實施方式僅用于具體闡述本實用新型，并不構成對本實用新型的限制。

圖1為電容式液位計實施例的立體結構圖。電容式液位計，包括液位計表頭1、固定在液位計表頭1下端的豎向設置的第一電容極板組2和第二電容極板組3，第一電容極板組2和第二電容極板組3分別為平板狀且正對平行，第一電容極板組2和第二電容極板組3分別包括自下而上的多段極板21，第一電容極板組2的一段極板21和第二電容極板組3的與其并列的一段極板21構成一段電容，各段電容的兩個極板21正對等長，于是第一電容極板組2和第二電容極板組3構成自下而上的多段電容。

第一電容極板組2和第二電容極板組3的底端面固定連接有起加固作用的第一連接件41；第一電容極板組2和第二電容極板組3的最上端極板的上方固定連接有起加固作用的第二連接件42；第一連接件41和第二連接件42的位置避開了多段電容的使用區(qū)，以避免影響測量。

所述第一連接件41和第二連接件42為水平平板，第一連接件41和兩側的極板垂直連接，第二連接件42和兩側的極板垂直連接；采用水平平板的第一連接件41可起到底端面支撐作用。

本實施例中，第一電容極板組2和第二電容極板組3構成的自下而上的多段電容的極板長度相同，各段電容的極板長度均為h0。各段電容的極板長度也可以不相同。

本實施例中，所述第一電容極板組2和第二電容極板組3的位于所有極板的上方的部位為支撐部22。

圖2為本實施例電容式液位計的電路框圖。在所述液位計表頭1內設有單片機最小系統(tǒng)、報警模塊、通信模塊、電源模塊，液位計表頭1上設有顯示屏、按鍵模塊；

交流激勵電流作用于上述各段電容（多段電容的每一段）產(chǎn)生對應的多個輸出電壓，多個輸出電壓通過調理放大電路連接至單片機最小系統(tǒng)，單片機最小系統(tǒng)通過A/D轉換模塊測量調理放大電路輸出的電壓值，根據(jù)該電壓值可以求得各段電容的電容值，單片機最小系統(tǒng)通過液晶顯示屏顯示液位值，液晶顯示屏位于所述液位計表頭上；

交流激勵電流作用下各段電容的電容值和各段電容的輸出電壓是對應關系，根據(jù)單片機最小系統(tǒng)測得的電壓值可求得各段電容的電容值；

本實施例中，交流激勵電流由單片機最小系統(tǒng)通過其D/A轉換模塊產(chǎn)生，可以輔佐以優(yōu)化電路，交流激勵電流也可以由外部電子電路產(chǎn)生。

所述單片機最小系統(tǒng)還連接報警模塊，在單片機最小系統(tǒng)內預存裝液容器的極限液位值，當測量的液位值達到裝液容器的極限液位值時，單片機最小系統(tǒng)控制報警模塊發(fā)出報警提示；

本實施例中，所述報警模塊的極限液位值包括上限液位值和下限液位值，當液位上升至上限液位值，報警模塊發(fā)出報警提示，以免發(fā)生溢出風險；當液位下降至下限液位值，報警模塊也發(fā)出報警提示，以提示液位不足；報警模塊的極限液位值也可只包括上限液位值和下限液位值之一；

所述單片機最小系統(tǒng)還連接該按鍵模塊，按鍵模塊用于用戶設定所述報警模塊的用于報警的上限液位值和下限液位值，報警的上限液位值和下限液位值也可通過所述顯示屏觸屏輸入；上述按鍵模塊和報警模塊也可以設成不工作；

所述單片機最小系統(tǒng)還連接該通信模塊，單片機最小系統(tǒng)通過該通信模塊與上位機進行通信，將測量得到的液位值發(fā)送給上位機。

測量介電常數(shù)不確定的待測介質的液位時，取全部浸入介質中的各段電容的介電常數(shù)的平均值為部分浸入介質中的電容段的介電常數(shù)，進一步求出液位值。

總之，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。