亚星游戏官网-www.yaxin868.com

电阻式液位传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种电阻式液位传感器，该电阻式液位传感器包括恒流源电路、电极和电压比较电路,该恒流源电路的输出端连接于该电极，输出一恒定电流到该电极上，该电压比较电路连接于该电极和该恒流源电路的输出端，将该电极上的电压与一设定电压作比较。该电阻式液位传感器能准确的测量高一级标准容器的液位，避免人为因素造成的数据误读、错读情况的发生，是实现自动控制关键的信号采集环节。
【专利说明】电阻式液位传感器

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及金属罐、水池等容器液位的实时测量，特别是涉及到一种电阻式液位传感器。

【背景技术】
[0002]体积管是一根内表面经过精密加工的有一定长度的圆管，是由计量段位移器(活塞或球)、能精确测定位移器位置的检测开关盒附属设备所组成。体积管主要是检定容积式流量计的标准装置。
[0003]体积管主要是检定容积式流量计的标准装置，其标准值的准确与否取决于体积管水标定环节。体积管水标定是指通过一定的设备和控制系统将体积管标准管段的液体置换至更高一级的标准容器中进行确定容积值的过程。
[0004]体积管水标过程的精细化是决定量值传递准确与否的关键。体积管水标合格的标准是需连续三次标定数据达到重复性不大于0.02%的要求。通过多年的检定结合相关单位的实际调研，发现体积管的水标过程存在一些问题汇总如下:(1)人工操作体积管水标换向，人为因素影响较大，极易造成体积管水标数据的失真，且工作效率较低；(2)手工操作无法做到流量的精确控制，如果流量过大就会造成标准罐内气泡较多，使得标定数据偏大；流量较小时就会使得标定效率较低；(3)人工操作精确性低，人工操作较难实现标准容积的精确分配，易导致标定数据无法得到有效采集，致使标定失败。为此我们发明了一种新的电阻式液位传感器，解决了以上技术问题。


【发明内容】

[0005]本实用新型的目的是提供一种能准确的测量标准容器的液位，避免人为因素造成的数据误读、错读情况的发生的电阻式液位传感器。
[0006]本实用新型的目的可通过如下技术措施来实现:电阻式液位传感器，该电阻式液位传感器包括恒流源电路、电极和电压比较电路，该恒流源电路的输出端连接于该电极，输出一恒定电流到该电极上，该电压比较电路连接于该电极和该恒流源电路的输出端，将该电极上的电压与一设定电压作比较。
[0007]本实用新型的目的还可通过如下技术措施来实现:
[0008]该恒流源电路输出的该恒定电流为1uA的恒定电流，该设定电压为8V。
[0009]该恒流源电路包括基准电压源、运算放大器组和第一电阻(R1)，该运算放大器组包括第一运算放大器(Ul)和第三运算放大器(U3)，该基准电压源的输出端耦接于该第一运算放大器(Ul)的第一输入端(2脚)，该第一运算放大器(Ul)的第一输出端(I脚)耦接于该第一运算放大器(Ul)的第三输入端(6脚)，该第一运算放大器(Ul)的第二输出端(7脚)耦接于该第一电阻(Rl)的一端，该第一电阻(Rl)的另一端连接于该第三运算放大器(U3)的第二输入端(3脚)，该第三运算放大器(U3)的第一输入端(2脚)连接于该第三运算放大器(U3)的第一输出端(I脚)，该第三运算放大器(U3)的第一输出端(I脚)耦接于该第三运算放大器(U3)的第三输入端(6脚)，该第三运算放大器(U3)的第二输出端(7脚)耦接于该第一运算放大器(Ul)的第三输入端(6脚)，该第一电阻(Rl)和该第三运算放大器(U3)的第二输入端(3脚)连接的一端作为该恒定电流的正输出端，地作为该恒定电流的负输出端。
[0010]该基准电压源为基准电压源AD580，该运算放大器组为运算放大器TL072，该第一电阻(Rl)为250K精密电阻。
[0011]5.根据权利要求1所述的电阻式液位传感器，其特征在于，该电压比较电路包括第二运算放大器(U15)、第一电位器(Pl)和第一电解电容(C6)，该第二运算放大器(U15)的第二输入端(5脚)连接于该恒流源电路的输出端，该第二运算放大器(U15)的第一输入端(4脚)连接于该第一电位器(R7)的高端，该第一电位器(R7)的低端连接该第一电位器(R7)的可调端和地，该第二运算放大器(U15)的第一输出端(2脚)连接于该第一电解电容(C6)的正端，并作为该电压比较电路正输出端，第一电解电容(C6)的负端接地，并作为该电压比较电路负输出端。
[0012]该电压比较电路为电压比较器LM339。
[0013]本实用新型中的电阻式液位传感器，通过检测水和空气的导电特性，结合自动控制技术的应用，设计了电阻式液位传感器。它能准确的测量标准容器的液位，避免人为因素造成的数据误读、错读情况的发生。本传感器结构简单、安全、在工业计量系统领域内具有较大的推广价值，能准确的测量高一级标准容器的液位，是实现自动控制关键的信号采集环节。本实用新型中的电阻式液位传感器，采取探针式设计，具有体积小、易于携带和安装的优点；具有精度高、反应灵敏等特点，测量误差可达±5mm，取代了人工读数，保证了上一级标准容器换向器的及时动作和体积管检定数据的准确可靠，较好的适应了液面的准确判定；安装方式根据实际情况而定，满足各种现场的实际应用；操作简单，易维护，性能可靠。

【专利附图】

【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的电阻式液位传感器的一具体实施例的电路图。

【具体实施方式】
[0015]为使本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
[0016]体积管主要是检定容积式流量计的标准装置，其标准值的准确与否取决于体积管水标定环节。体积管水标定是指通过一定的设备和控制系统将体积管标准管段的液体置换至更高一级的标准容器中进行确定容积值的过程。
[0017]如图1所示，图1为本实用新型的电阻式液位传感器的电路图。电阻式液位传感器是通过检测水和空气的导电特性这一原理设计的。它由恒流源电路、电极、电压比较电路三部分组成。恒流源电路由基准电压源AD580、运算放大器TL072和250K精密电阻组成，输出一个1uA电流到电极上，如果电极之间介质是空气，则电压输出为10V，如果电极之间介质为水，则电压输出约为5V(水电阻约500K)，再通过电压比较器LM339，与设定电压8V比较，小于8V输出一个高电平，低于8V输出一个低电平，通过判定电压的高低来确定容器的液位。
[0018]恒流源电路中，电压基准R4输出端连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接到运算放大器Ul的2脚输入端和电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接运算放大器Ul的I脚输出端和电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接运算放大器Ul的6脚输入端、电阻R12的一端和电阻Rll的一端，电阻R12的另一端连接运算放大器Ul的7脚第二输出端和电阻Rl的一端，电阻Rl的另一端连接运算放大器U3的3脚输入端，运算放大器U3的2脚连接运算放大器U3的I脚输出端和电阻RO的一端，电阻RO的另一端运算放大器U3的6脚输入端和电阻RlO的一端，电阻RlO的另一端运算放大器U3的7脚输出端和电阻Rll的另一端，运算放大器Ul的3脚输入端、运算放大器Ul的5脚输入端和运算放大器U3的5脚输入端接地，电阻Rl和运算放大器U3的3脚输入端连接的一端作为电流正输出端，地作为负输出端。
[0019]所述电压比较电路中，恒流源的输出端连接到测量电极、电容C5的一端和运算放大器U15的5脚输入端，电阻R6的一端连接12V电源正，电阻R6的另一端连接电位器R7的高端和运算放大器U15的4脚输入端，电位器Pl的低端连接电位器R7的可调端和地，运算放大器U15的2脚输出端连接电解电容C6的正端和电阻R29的一端，并作为电压比较电路正输出端，电阻R29的另一端连接12V电源正，电解电容C6的负端接地，并作为电压比较电路负输出端。
[0020]电极由夹子固定在标准罐壁上(电极悬空放置)，一端由导线连接电极(电极1)，一端连接至管壁(导电，相当于电极2)。事先设定电极I的位置，随着罐内液体体积的不断增力口，当电极I与罐壁之间介质由空气转换为液体时，电极间电阻发生变化，由恒流源电路计算得出电压值，经电压比较电路比较得出液位的位置。
【权利要求】
1.电阻式液位传感器，其特征在于，该电阻式液位传感器包括恒流源电路、电极和电压比较电路，该恒流源电路的输出端连接于该电极，输出一恒定电流到该电极上，该电压比较电路连接于该电极和该恒流源电路的输出端，将该电极上的电压与一设定电压作比较。
2.根据权利要求1所述的电阻式液位传感器，其特征在于，该恒流源电路输出的该恒定电流为1uA的恒定电流，该设定电压为8V。
3.根据权利要求1所述的电阻式液位传感器，其特征在于，该恒流源电路包括基准电压源、运算放大器组和第一电阻(R1)，该运算放大器组包括第一运算放大器(Ul)和第三运算放大器(U3)，该基准电压源的输出端耦接于该第一运算放大器(Ul)的第一输入端(2脚)，该第一运算放大器(Ul)的第一输出端(I脚)稱接于该第一运算放大器(Ul)的第三输入端(6脚)，该第一运算放大器(Ul)的第二输出端(7脚)耦接于该第一电阻(Rl)的一端，该第一电阻(Rl)的另一端连接于该第三运算放大器(U3)的第二输入端(3脚)，该第三运算放大器(U3)的第一输入端(2脚)连接于该第三运算放大器(U3)的第一输出端(I脚)，该第三运算放大器(U3 )的第一输出端(I脚)耦接于该第三运算放大器(U3 )的第三输入端(6脚)，该第三运算放大器(U3)的第二输出端(7脚)耦接于该第一运算放大器(Ul)的第三输入端(6脚)，该第一电阻(Rl)和该第三运算放大器(U3)的第二输入端(3脚)连接的一端作为该恒定电流的正输出端，地作为该恒定电流的负输出端。
4.根据权利要求3所述的电阻式液位传感器，其特征在于，该基准电压源为基准电压源AD580，该运算放大器组为运算放大器TL072，该第一电阻(Rl)为250K精密电阻。
5.根据权利要求1所述的电阻式液位传感器，其特征在于，该电压比较电路包括第二运算放大器(U15)、第一电位器(Pl)和第一电解电容(C6)，该第二运算放大器(U15)的第二输入端(5脚)连接于该恒流源电路的输出端，该第二运算放大器(U15)的第一输入端(4脚)连接于该第一电位器(R7)的高端，该第一电位器(R7)的低端连接该第一电位器(R7)的可调端和地，该第二运算放大器(U15)的第一输出端(2脚)连接于该第一电解电容(C6)的正端，并作为该电压比较电路正输出端，第一电解电容(C6)的负端接地，并作为该电压比较电路负输出端。
6.根据权利要求1所述的电阻式液位传感器，其特征在于，该电压比较电路为电压比较器LM339。
【文档编号】G01F23/24GK204007788SQ201420291627
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年6月4日 优先权日:2014年6月4日
【发明者】李高峰, 李力民, 朱姝, 韩伟, 陈娟, 王杰, 吴冠玓, 芦建成 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司技术检测中心