CN86207754U - 电容式液位计的液位变送器 - Google Patents
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Abstract
电容式液位计的液位变送器，属于液位测量技术领域。本实用新型将电容式液位传感器的与液位对应的电容量Cx变换成相应的输出电压。它至少由单稳态触发器、为前者提供触发脉冲的脉冲发生器、有源低通滤波器三部分电路组成。这三部分电路均由集成电路与少量阻容元件构成。所举实施例仅使用两块集成电路与少量阻容元件。本实用新型与现有技术相比，具有结构简单、成本低、精度较高、耗电省、输出信号适于远传等优点，适用范围广。
Description
本实用新型属于液位测量技术领域。
目前已有各种类型的液位测量仪表，其中电容式液位计是使用电容式液位传感器，将被测液体的液位高低转换成传感器电容量Cx的大小，再以适当的方法测量Cx值，并由显示仪表直接指示液位数值。当显示仪表与贮液容器或测量现场不在一处时，一般使用变送器，先将Cx值变换成适于传输的电信号，再传送给显示仪表及调节控制装置。现有技术中，已有多种结构形式的电容液位计的变送器，但存在结构复杂、成本偏高，或精度偏低，或输出信号不宜远传等缺点，而限制了应用范围。
本实用新型旨在提供一种结构简单、成本低，而又能满足一般工业测量的精度要求的液位变送器。
图1是该变送器的方框图；
图2是增加限幅电路后的变送器方框图；
图3是各部分电路输出电压波形图；
图4是本实用新型的一个实施例。
参看图1和图3，单稳态触发器1在脉冲发生器2所提供的触发脉冲P1的触发下翻转，进入暂态，尔后又翻转返回稳态，如此循环反复，其输出端输出的矩形脉冲A的脉冲宽度t1对应于暂态时间，即正比于定时元件的时间常数R1Cx，此处Cx是液位传感器电容，而R1是固定电阻，因此t1正比于Cx。脉冲发生器可以是多谐振荡器，也可以是别的电路形式，它产生的触发脉冲的周期T基本保持稳定。当单稳态触发器不是由触发脉冲的边沿触发，而是工作于电平触发方式时，脉冲发生器应输出较窄的触发脉冲。图3P1－P3例举了几种触发脉冲的波型。单稳态触发器输出的单极性矩形脉冲A输入到有源低通滤波器3，该低通滤波器的截止频率远小于1／T，于是获得脉冲A的平均电压B，它作为变送器的输出电压Vout，其大小与Cx基本上成正比。为提高液位测量的精度，单稳态触发器的输出脉冲最好经过限幅电路4，如图2所示，以消除因脉冲幅度变化而引入的测量误差，此外，变送器中可以增设供电电源的稳压电路。为抵消当液位为零时液位传感器本身及其引线固有的电容量C0的影响，可在有源低通滤波器上或它之前附设加法或减法电路，从负或正电源引进补偿电压，以扣除与C0对应的输出电压值，使得液位为零时输出电压近于零，或者将这部分功能改由显示仪表上所增设的电路来完成。
单稳态触发器、脉冲发生器、有源低通滤波器三部分电路均由集成电路与少量电阻、电容器构成。
该变送器在测量精度满足一般要求的前提下，具有结构简单、成本低廉的优点，且由于其工作电流小，输出基本上是直流电压，因此变送器与显示仪表之间允许有较远的距离。当单稳态触发器与脉冲发生器由CMOS集成电路构成，有源低通滤波器由低功耗运算放大器构成时，工作电流小的优点更为突出，以至可用干电池长时间供电，适用于无交流电源的地方。
图4给出本实用新型的使用元器件数量较少的一个实施例，它可将所用集成电路数量减至两块。由CMOS集成电路CC7556的一半与电阻R1及液位传感器的电容Cx一起构成单稳态触发器，其输出脉冲宽度正比于待测量的Cx值；CC7556的另一半与电阻R2、R3及电容C1构成多谐振荡器，产生负向的窄脉冲，选择适当的R2、R3、C1值可获得合适的脉冲周期与脉宽；IC2是低功耗的集成运算放大器，如F011或其他类似型号，它和R4、R5、R6、C2一起构成有源低通滤波器，R7是IC2的外接偏置电阻，该低通滤波器的输出电压即变送器的输出电压Vout，与单稳态触发器输出的矩形脉冲的平均值成正比，因而与Cx值也成正比。图中V＋、V－为正负电源（±5V），GND为公共接地端。该实施例中的CC7556可由两块CC7555代替。
Claims (5)
1、一种液位变送器，它把电容式液位传感器的与液位高低对应的电容量Cx变换成相应的电压信号输出，其特征在于，它至少由单稳态触发器、为前者提供触发脉冲的脉冲发生器、有源低通滤波器三部分电路组成，且这三部分电路均由集成电路与少量电阻、电容器构成。
2、如权利要求1所述的液位变送器，其特征在于单稳态触发器所输出的脉冲经过限幅电路以使脉冲幅值基本保持定值。
3、如权利要求1所述的液位变送器，其特征在于它设有补偿电路，使得液位为零时输出电压近于零。
4、如权利要求1所述的液位变送器，其特征在于变送器中的单稳态触发器与脉冲发生器两部分电路由CMOS集成电路与少量电阻、电容器构成，有源低通滤波器由集成运算放大器与少量电阻、电容器构成。
5、如权利要求4所述的液位变送器，其特征在于所述的CMOS集成电路为一块CC7556或两块CC7555。
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|---|---|---|---|
| CN 86207754 CN86207754U (zh) | 1986-09-28 | 1986-09-28 | 电容式液位计的液位变送器 |
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| CN 86207754 CN86207754U (zh) | 1986-09-28 | 1986-09-28 | 电容式液位计的液位变送器 |
Publications (1)
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| CN86207754U true CN86207754U (zh) | 1987-09-30 |
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ID=4810114
Family Applications (1)
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| CN 86207754 Withdrawn CN86207754U (zh) | 1986-09-28 | 1986-09-28 | 电容式液位计的液位变送器 |
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| CN (1) | CN86207754U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102589646A (zh) * | 2012-02-10 | 2012-07-18 | 梁支信 | U形电容式液位计 |
| CN102609010A (zh) * | 2012-03-28 | 2012-07-25 | 彭勇 | 一种用于电动水泵远距离传输液位控制器信号的电源 |
| CN110897506A (zh) * | 2019-12-05 | 2020-03-24 | 珠海格力电器股份有限公司 | 电水壶水位检测方法、系统、存储介质、装置及电水壶 |
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1986
- 1986-09-28 CN CN 86207754 patent/CN86207754U/zh not_active Withdrawn
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