TWI579057B - 電容式料位感測裝置之校正方法及複數之電容式料位感測裝置之防干擾方法 - Google Patents

電容式料位感測裝置之校正方法及複數之電容式料位感測裝置之防干擾方法 Download PDF

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電容式料位感測裝置之校正方法及複數之電容式料位感測裝置之防干擾方法
本發明係有關於一種料位感測裝置之校正方法及複數之料位感測裝置之防干擾方法，特別是一種電容式料位感測裝置之校正方法及複數之電容式料位感測裝置之防干擾方法。
電容式料位感測裝置的原理為：將待測量的物料與桶槽視為一等效電容；當電容式料位感測裝置的傳感棒被物料覆蓋時，會產生電容值，使得電路訊號被改變。然而，很多變數會影響電容式料位感測裝置的準確度；因此，在電容式料位感測裝置安裝完成後，使用者必須手動調整電容式料位感測裝置，如此非常的不方便。再者，當複數之電容式料位感測裝置同時被使用時，該些電容式料位感測裝置會彼此互相干擾；這也影響了電容式料位感測裝置的準確度。
為改善上述習知技術之缺點，本發明之目的在於提供一種電容式料位感測裝置之校正方法。
為改善上述習知技術之缺點，本發明之又一目的在於提供一種複數之電容式料位感測裝置之防干擾方法。
為達成本發明之上述目的，本發明之電容式料位感測裝置之校正方法係應用於一桶槽量測，該校正方法包含：一量測訊號產生電路產生一量測訊號以進行該桶槽量測；依據藉由該量測訊號所量測的一量測結果，一感測電路傳遞一感測訊號至一控制單元；依據該感測訊號，該控制單元判斷該感測訊號是否位於一有效範圍內；如果該控制單元判斷該感測訊號位於該有效範圍內，則該控制單元將該感測訊號所對應之一總電容值設定為一量測基準值；及如果該控制單元判斷該感測訊號沒有位於該有效範圍內，則該控制單元控制該量測訊號產生電路以調整該量測訊號之一量測頻率，直到該感測訊號位於該有效範圍內，接著該控制單元控制該量測訊號產生電路以停止調整該量測訊號之該量測頻率。
為達成本發明之上述又一目的，本發明之複數之電容式料位感測裝置之防干擾方法係應用於一桶槽量測，該電容式料位感測裝置包含一控制單元、一量測訊號產生電路及一感測電路，該防干擾方法包含：選擇該些電容式料位感測裝置的其中之一為一被選定電容式料位感測裝置；該被選定電容式料位感測裝置之該控制單元取得其他該些電容式料位感測裝置之複數之參考訊號頻率值及複數之參考探棒電容值；藉由其他該些電容式料位感測裝置之該些參考訊號頻率值及該些參考探棒電容值，該被選定電容式料位感測裝置之該控制單元分別計算在該被選定電容式料位感測裝置與其他該些電容式料位感測裝置之間的複數之參考等效電容值；該被選定電容式料位感測裝置之該控制單元計算該些參考等效電容值與該被選定電容式料位感測裝置之一探棒電容值以得到一計算結果；該被選定電容式料位感測裝置之該控制單元將該被選定電容式料位感測裝置之該探棒電容值乘以一比例常數以得到一比例探棒電容值；該被選定電容式料位感測裝置之該控制單元判斷該計算結果是否小於該比例探棒電容值；如果該被選定電容式料位感測裝置之該控制單元判斷該計算結果小於該比例探棒電容值，則該被選定電容式料位感測裝置以上述之校正方法處理；如果該被選定電容式料位感測裝置之該控制單元判斷該計算結果不小於該比例探棒電容值，則該被選定電容式料位感測裝置以上述之校正方法處理；如果該被選定電容式料位感測裝置之該控制單元判斷該感測訊號沒有位於該有效範圍內，則該被選定電容式料位感測裝置之該控制單元控制該被選定電容式料位感測裝置之該量測訊號產生電路以調整該量測訊號之一量測頻率，其中該量測訊號之該量測頻率之一量測頻率值不等於其他該些電容式料位感測裝置之參考訊號頻率值。
本發明之功效在於自動地校正該電容式料位感測裝置，以及對該些電容式料位感測裝置提供該防干擾方法。
電容式料位感測裝置10
第一電容式料位感測裝置12
第二電容式料位感測裝置14
第三電容式料位感測裝置16
第四電容式料位感測裝置18
桶槽20
量測訊號產生電路102
量測訊號104
傳感棒106
感測電路108
感測訊號110
控制單元112
第一探棒電容值Ca
第二探棒電容值Cb
第三探棒電容值Cc
第四探棒電容值Cd
第一參考等效電容值Cab
第二參考等效電容值Cac
第三參考等效電容值Cad
步驟S02～18
步驟T02～16
圖1為本發明之電容式料位感測裝置之校正方法流程圖。
圖2為應用本發明之校正方法之電容式料位感測裝置之方塊圖。
圖3為本發明之複數之電容式料位感測裝置之防干擾方法流程圖。
圖4為應用本發明之防干擾方法之複數之電容式料位感測裝置之透視圖。
圖5為應用本發明之防干擾方法之複數之電容式料位感測裝置之上視圖。
有關本發明的詳細說明及技術內容，請參閱以下的詳細說明和附圖說明如下，而附圖與詳細說明僅作為說明之用，並非用於限制本發明。
請參考圖1，其係為本發明之電容式料位感測裝置之校正方法流程圖；並請同時參考圖2，其係為應用本發明之校正方法之電容式料位感測裝置之方塊圖。一電容式料位感測裝置10包含一量測訊號產生電路102、一傳感棒106（sensing rod）、一感測電路108及一控制單元112。該校正方法係應用於一桶槽量測，該校正方法包含下列步驟：
S02：該量測訊號產生電路102產生一量測訊號104以通過該傳感棒106進行該桶槽量測。接著，該校正方法進入步驟S04。其中，該量測訊號產生電路102係為一弦波產生電路。
S04：依據藉由該量測訊號104所量測的一量測結果，該感測電路108傳遞一感測訊號110至該控制單元112。接著，該校正方法進入步驟S06。
S06：依據該感測訊號110，該控制單元112判斷該感測訊號110是否位於一有效範圍內。如果該控制單元112判斷該感測訊號110位於該有效範圍內，則該校正方法進入步驟S08；如果該控制單元112判斷該感測訊號110沒有位於該有效範圍內，則該校正方法進入步驟S12。
S08：該控制單元112將該感測訊號110所對應之一總電容值設定為一量測基準值。接著，該校正方法進入步驟S10。
S10：該控制單元112控制該量測訊號產生電路102以停止調整該量測訊號104之一量測頻率。
S12：該控制單元112控制該量測訊號產生電路102以調整該量測訊號104之該量測頻率。
該步驟S12包含：
S14：該控制單元112判斷該感測訊號110是大於該有效範圍之一最大值或小於該有效範圍之一最小值。如果該控制單元112判斷該感測訊號110大於該有效範圍之該最大值，則該校正方法進入步驟S16；如果該控制單元112判斷該感測訊號110小於該有效範圍之該最小值，則該校正方法進入步驟S18。
S16：該控制單元112控制該量測訊號產生電路102以降低該量測訊號104之該量測頻率。接著，該校正方法回到步驟S02。
S18：該控制單元112控制該量測訊號產生電路102以提高該量測訊號104之該量測頻率。接著，該校正方法回到步驟S02。
其中，在該步驟S16及該步驟S18，該控制單元112控制該量測訊號產生電路102係以一等差方式降低或提高該量測訊號104之該量測頻率。
請參考圖3，其係為本發明之複數之電容式料位感測裝置之防干擾方法流程圖；並請同時參考圖4，其係為應用本發明之防干擾方法之複數之電容式料位感測裝置之透視圖；並請同時參考圖5，其係為應用本發明之防干擾方法之複數之電容式料位感測裝置之上視圖。
一第一電容式料位感測裝置12、一第二電容式料位感測裝置14、一第三電容式料位感測裝置16及一第四電容式料位感測裝置18係設置於一桶槽20內。該第一電容式料位感測裝置12具有一第一探棒電容值Ca；該第二電容式料位感測裝置14具有一第二探棒電容值Cb；該第三電容式料位感測裝置16具有一第三探棒電容值Cc；該第四電容式料位感測裝置18具有一第四探棒電容值Cd。由於該第一電容式料位感測裝置12、該第二電容式料位感測裝置14、該第三電容式料位感測裝置16及該第四電容式料位感測裝置18的類型不同，因此該第一探棒電容值Ca、該第二探棒電容值Cb、該第三探棒電容值Cc及該第四探棒電容值Cd不同。
在該第一電容式料位感測裝置12、該第二電容式料位感測裝置14、該第三電容式料位感測裝置16及該第四電容式料位感測裝置18設置於該桶槽20之後，因為在彼此之間的距離而得到複數之參考等效電容值；例如，得到在該第一電容式料位感測裝置12及該第二電容式料位感測裝置14之間的一第一參考等效電容值Cab，得到在該第一電容式料位感測裝置12及該第三電容式料位感測裝置16之間的一第二參考等效電容值Cac，得到在該第一電容式料位感測裝置12及該第四電容式料位感測裝置18之間的第三參考等效電容值Cad。
本發明之複數之電容式料位感測裝置（即該第一電容式料位感測裝置12、該第二電容式料位感測裝置14、該第三電容式料位感測裝置16及該第四電容式料位感測裝置18）之防干擾方法係應用於一桶槽量測，該電容式料位感測裝置包含一控制單元、一量測訊號產生電路及一感測電路，該防干擾方法包含下列步驟：
T02：選擇該些電容式料位感測裝置的其中之一為一被選定電容式料位感測裝置。例如，該第一電容式料位感測裝置12為該被選定電容式料位感測裝置。接著，該防干擾方法進入步驟T04。
T04：該被選定電容式料位感測裝置之該控制單元取得其他該些電容式料位感測裝置之複數之參考訊號頻率值及複數之參考探棒電容值（即該第二探棒電容值Cb、該第三探棒電容值Cc及該第四探棒電容值Cd）。例如，該些電容式料位感測裝置上傳該些參考訊號頻率值及該些參考探棒電容值至一伺服器（未顯示於圖4或圖5）；該被選定電容式料位感測裝置之該控制單元藉由該伺服器取得其他該些電容式料位感測裝置之該些參考訊號頻率值及該些參考探棒電容值。接著，該防干擾方法進入步驟T06。
T06：藉由其他該些電容式料位感測裝置之該些參考訊號頻率值及該些參考探棒電容值，該被選定電容式料位感測裝置之該控制單元分別計算在該被選定電容式料位感測裝置與其他該些電容式料位感測裝置之間的複數之參考等效電容值（即該第一參考等效電容值Cab、該第二參考等效電容值Cac及該第三參考等效電容值Cad）。接著，該防干擾方法進入步驟T08。
T08：該被選定電容式料位感測裝置之該控制單元計算該些參考等效電容值與該被選定電容式料位感測裝置之一探棒電容值以得到一計算結果。接著，該防干擾方法進入步驟T10。
例如，該被選定電容式料位感測裝置之該控制單元係將該些參考等效電容值加上該被選定電容式料位感測裝置之該探棒電容值以得到該計算結果。亦即，Cab+Cac+Cad+Ca=計算結果。
T10：該被選定電容式料位感測裝置之該控制單元將該被選定電容式料位感測裝置之該探棒電容值乘以一比例常數（例如0.99）以得到一比例探棒電容值。例如，該比例探棒電容值= Ca*0.99。接著，該防干擾方法進入步驟T12。
T12：該被選定電容式料位感測裝置之該控制單元判斷該計算結果是否小於該比例探棒電容值；亦即，判斷Cab+Cac+Cad+Ca是否小於Ca*0.99。如果該被選定電容式料位感測裝置之該控制單元判斷該計算結果小於該比例探棒電容值，則該防干擾方法進入步驟T14；如果該被選定電容式料位感測裝置之該控制單元判斷該計算結果不小於該比例探棒電容值，則該防干擾方法進入步驟T16。
T14：該被選定電容式料位感測裝置以圖1所述之校正方法處理。
T16：該被選定電容式料位感測裝置以圖1所述之校正方法處理。
其中當該防干擾方法係藉由步驟T16進入圖1時：如果該被選定電容式料位感測裝置之該控制單元判斷該感測訊號沒有位於該有效範圍內，則該被選定電容式料位感測裝置之該控制單元控制該被選定電容式料位感測裝置之該量測訊號產生電路以調整該量測訊號之一量測頻率（即步驟S12），其中該量測訊號之該量測頻率之一量測頻率值不等於其他該些電容式料位感測裝置之參考訊號頻率值，且該量測訊號之該量測頻率係逐次地被調整，且以至少大於該被選定電容式料位感測裝置之一訊號頻率值的百分之一被降低或提高。
本發明之功效在於自動地校正該電容式料位感測裝置，以及對該些電容式料位感測裝置提供防干擾方法。
綜上所述，當知本發明已具有產業利用性、新穎性與進步性，又本發明之構造亦未曾見於同類產品及公開使用，完全符合發明專利申請要件，爰依專利法提出申請。
 
步驟S02～18

Claims (7)

  1. 一種電容式料位感測裝置之校正方法，係應用於一桶槽量測，該校正方法包含：
    a.一量測訊號產生電路產生一量測訊號以進行該桶槽量測；
    b.依據藉由該量測訊號所量測的一量測結果，一感測電路傳遞一感測訊號至一控制單元；
    c.依據該感測訊號，該控制單元判斷該感測訊號是否位於一有效範圍內；
    d.如果該控制單元判斷該感測訊號位於該有效範圍內，則該控制單元將該感測訊號所對應之一總電容值設定為一量測基準值；及
    e.如果該控制單元判斷該感測訊號沒有位於該有效範圍內，則該控制單元控制該量測訊號產生電路以調整該量測訊號之一量測頻率，直到該感測訊號位於該有效範圍內，接著該控制單元控制該量測訊號產生電路以停止調整該量測訊號之該量測頻率。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之校正方法，其中該步驟e包含：
    e1.如果該控制單元判斷該感測訊號大於該有效範圍之一最大值，則該控制單元控制該量測訊號產生電路以降低該量測訊號之該量測頻率。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之校正方法，其中該步驟e更包含：
    e2.如果該控制單元判斷該感測訊號小於該有效範圍之一最小值，則該控制單元控制該量測訊號產生電路以提高該量測訊號之該量測頻率。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之校正方法，其中在該步驟e1及該步驟e2，該控制單元控制該量測訊號產生電路係以一等差方式降低或提高該量測訊號之該量測頻率。
  5. 一種複數之電容式料位感測裝置之防干擾方法，係應用於一桶槽量測，該電容式料位感測裝置包含一控制單元、一量測訊號產生電路及一感測電路，該防干擾方法包含：
    p.選擇該些電容式料位感測裝置的其中之一為一被選定電容式料位感測裝置；
    q.該被選定電容式料位感測裝置之該控制單元取得其他該些電容式料位感測裝置之複數之參考訊號頻率值及複數之參考探棒電容值；
    r.藉由其他該些電容式料位感測裝置之該些參考訊號頻率值及該些參考探棒電容值，該被選定電容式料位感測裝置之該控制單元分別計算在該被選定電容式料位感測裝置與其他該些電容式料位感測裝置之間的複數之參考等效電容值；
    s.該被選定電容式料位感測裝置之該控制單元計算該些參考等效電容值與該被選定電容式料位感測裝置之一探棒電容值以得到一計算結果；
    t.該被選定電容式料位感測裝置之該控制單元將該被選定電容式料位感測裝置之該探棒電容值乘以一比例常數以得到一比例探棒電容值；
    u.該被選定電容式料位感測裝置之該控制單元判斷該計算結果是否小於該比例探棒電容值；
    v.如果該被選定電容式料位感測裝置之該控制單元判斷該計算結果小於該比例探棒電容值，則該被選定電容式料位感測裝置以申請專利範圍第1項所述之校正方法處理；
    w.如果該被選定電容式料位感測裝置之該控制單元判斷該計算結果不小於該比例探棒電容值，則該被選定電容式料位感測裝置以申請專利範圍第1項所述之校正方法處理；及
    x.如果該被選定電容式料位感測裝置之該控制單元判斷該感測訊號沒有位於該有效範圍內，則該被選定電容式料位感測裝置之該控制單元控制該被選定電容式料位感測裝置之該量測訊號產生電路以調整該量測訊號之一量測頻率，其中該量測訊號之該量測頻率之一量測頻率值不等於其他該些電容式料位感測裝置之參考訊號頻率值。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之防干擾方法，其中在該步驟s，該被選定電容式料位感測裝置之該控制單元係將該些參考等效電容值加上該被選定電容式料位感測裝置之該探棒電容值以得到該計算結果。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之防干擾方法，其中在該步驟x，該量測訊號之該量測頻率係逐次地被調整，且以至少大於該被選定電容式料位感測裝置之一訊號頻率值的百分之一被降低或提高。
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