專利名稱：一種新式電容液位計的制作方法
技術領域：
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本發(fā)明涉及一種測量液量的電容液位計，特別用于測量交通工具汽油箱里的汽油貯藏量。
背景技術：
市面上電容液位計的讀數常受電介質介電常數的變化影響而產生誤差。

發(fā)明內容本發(fā)明目的是提供一種可使電容液位計讀數與電介質的介電常數變化無關，只與電容浸在液體里的面積有關，準確測量貯液量的一種電容液位計。
本發(fā)明目的是這樣實現的，本電容液位計包括傳感器和顯示儀表，它的工作原理是設置傳感器D兩個，外接交變電信號，如測導電物體，傳感器的電容極板要敷上一層絕緣材料，第一個傳感器D1的電容Cs1和第二個傳感器D2的電容Cs2作為電極浸在液體中，浸在液體里面積分別為S1和S2，當被測液體的液面在電容式傳感器的電極間變化時，相當于極板間介質的變化，從而導致電容量的變化，據電子科技大學出版社出版的黃賢武等編著的《傳感器實際應用電路設計》第一版第120頁記載電容液位計傳感器輸出電容Cx＝A+Bx，A、B為與傳感器結構尺寸，被測介質有關的常量，x為液面高度。按此公式亦可換算為傳感器輸出電容Cs＝A+BS，S為電容Cs浸在液體面積，A、B為與電容結構尺寸，被測介質有關常量。電容Cs的等效電路可為等效電容A與等效電容BS并聯，等效電容A是一個定值，把電容Cs與感性電抗XL并聯(感性電抗XL與等效電容A諧振)，組成傳感器D，由于感性電抗XL與等效電容A組成的諧振電路電阻無窮大，外電路流入該諧振電路的電流為零，這樣一來，傳感器D輸出電容Cs就變成與等效電容A無關，只與等效電容BS有關。這一點，也可用數學公式來表示，傳感器D輸出電容Cs＝A+BS，當電容Cs與感性電抗XL并聯時，電抗為1jωCs+1jXL=1jω(BS+A)+1jXL=1jωBS+jωA-jXL]]>當A和XL諧振ωA=1XL]]>時，傳感器D的電抗等于1jωBS.]]>于是第一個傳感器D1的輸出電容Cs1這時只為B1S1，第二個傳感器D2輸出電容Cs2這時只為B2S2。傳感器輸出電壓或電流分別與B1S1、B2S2成比例。為了在顯示儀上顯示傳感器電壓或電流讀數比，在上述的第一個傳感器D1的電容Cs1底端挖去一塊，剩下電容為Cs1’，第二個傳感器D2的電容Cs2形狀大小和挖去的那塊電容一樣，并且同底同高，設電容Cs1、Cs1’、Cs2浸在液體里面積分別為S1、S1’、S2，這樣不論液面升高或降低，始終有S1’+S2＝S1，根據Cs1’＝B1’s1’+A1’，Cs2＝B2S2+A2，把電容Cs1’、Cs2分別與感性電抗XL1、XL2并聯(感性電抗XL1、XL2分別與A1’、A2諧振)分別組成傳感器D1和D2，由于諧振電路電阻無窮大，這時傳感器D1、D2輸出電容Cs1’、Cs2，變成與A1’、A2無關，只與B1’s1’、B2S2有關，令B1’＝B2，測電壓比時，將傳感器D1和D2串聯(等效于電容B1’s1’和B2S2串聯)，電壓表并聯在傳感器D1上，設D1電壓為V1， 測電流比時，將傳感器D1和D2并聯(等效于電容B1’s1’和B2S2并聯)，電流表串聯在傳感器D2上，設D2電流為I2， 從中可看出，傳感器最終輸出電容值只與浸在液體里的兩個電容面積S1、S2之比有關，與介電常數有關的A、B無關。這樣一來，就實現了電容液位計的讀數不受電介質的介電常數變化影響，只與浸在液體里的電容面積有關。
由于本發(fā)明電容液位計的設計，使傳感器的輸出電容只與浸在液體里的兩電容面積比有關，與其它因素無關，于是就克服了市面上電容液位計讀數常受介質介電常數變化影響而產生誤差的缺點，如果把它用到汽車等交通工具上去，代替現在汽車浮筒式傳感器，可取消機械傳動機構，克服現有浮筒式傳感器誤差達10-25％缺點。提高測量精確度，結構簡單體積小。


圖1、傳感器裝置示意圖。(1)為容器，(2)為開口銷，Cs1、Cs2為電容，XL1、XL2為感性電抗，D1、D2為傳感器。
圖2、傳感器等效電路圖。A1、A2、B1S1、B2S2為等效電容，XL1、XL2為感性電抗。 虛線框內諧振電路。
圖3、“實現傳感器電壓或電流讀數比新裝置”結構示意圖。XL1、XL2為感性電抗，D1、D2為傳感器，Cs1、Cs2為電容，Cs1’為電容Cs1底端挖去一塊剩下的電容，s1’、S2為電容Cs1’、Cs2分別浸在液體里面積。
圖4(a)、“實現傳感器電壓讀數比新裝置”測電壓示意圖。XL1、XL2為感性電抗，B1’S1’、A1’、A2、B2S2為等效電容， 電壓表。
(b)“實現傳感器電流讀數比新裝置”測電流示意圖。XL1、XL2為感性電抗，B1’S1’、A1’、A2、B2S2為等效電容，電流表。
具體實施方式
從圖1、圖2看，本電容液位計設置兩個傳感器，電容Cs1、Cs2下端位于容器(1)底部，上端被出口銷(2)固定，電容Cs1和感性電抗XL1并聯(感性電抗XL1與等效電容A1諧振)，組成第一個傳感器D1，電容Cs2和感性電抗XL2并聯(感性電抗XL2與等效電容A2諧振)，組成第二個傳感器D2，電容Cs1和Cs2作為傳感器D1、D2的電極浸在液體中，隨著液量變化，出現了電極一部分在空氣中，一部分浸在液體中，S1和S2分別為電容Cs1和Cs2浸在液體中的面積，當被測液體的液面在電容式傳感器的電極間變化時，相當于極間電介質的變化，從而導致電容量變化，第一個傳感器D1輸出電容Cs1＝A1+B1S1，第二個傳感器D2輸出電容Cs2＝A2+B2S2，A1、A2、B1、B2為與電容器結構尺寸，被測介質有關常量，電容Cs1的等效電路為等效電容A1與等效電容B1S1并聯，電容Cs2的等效電路為等效電容A2和等效電容B2S2并聯，等效電容A1、A2是一個定值，這時把感性電抗XL1、XL2分別和電容A1、A2組成諧振電路，由于諧振電路電阻無窮大，外電路流入該諧振電路的電流為零，這樣一來，傳感器D1、D2分別輸出的電容Cs1、Cs2就變成與等效電容A1、A2無關，只與B1S1、B2S2有關，見圖2。兩個傳感器輸出的電壓或電流分別與B1S1、B2S2成比例。為了在顯示儀上顯示出傳感器電壓或電流讀數比，設計一種“實現傳感器電壓或電流讀數比的新裝置”，結合圖3進行介紹，電容Cs1底端挖去一塊，剩下部分電容為Cs1’，電容Cs2的形狀大小和電容Cs1挖去的那塊一樣，并且同底同高，設電容Cs1、Cs1’、Cs2浸在液體里的面積分別為S1、S1’、S2，這樣不論液面升高或降低，始終有S1’+S2＝S1，根據、Cs1’＝B1’S1’+A1’，Cs2＝B2S2+A2，把電容Cs1’、Cs2分別與感性電抗XL1、XL2并聯(感性電抗XL1、XL2分別與A1’、A2諧振)，分別組成傳感器D1、D2，由于揩振電路電阻無窮大，這時傳感器D1、D2輸出電容Cs1’、Cs2就變成與A1’、A2無關，只與B1’S1’、B2S2有關，令B1’＝B2，測電壓比時，將傳感器D1、D2串聯(等效于電容B1’S1’、B2S2串聯)，用電壓表并聯傳感器D1，設D1電壓為V1，見圖4(a) 測電流比時，將傳感器D1和D2并聯(等效于電容B1’S1’和B2S2并聯)，用電流表串聯傳感器D2，設D2電流為I2，見圖4(b) 從中可看出，傳感器最終輸出電容值只與浸在液體里的兩個電容面積S1、S2之比有關，與介電常數有關的A、B無關。這樣一來，就實現了電容液位計的讀數不受電介質的介電常數變化影響，只與浸在液體里的電容面積有關。
權利要求一、一種新式電容液位計，包括電壓表、電流表和電容Cs1、Cs2與感性電抗XL1、XL2，電容Cs1和感性電抗XL1并聯，感性電抗XL1與等效電容A1諧振，組成一個傳感器D1，電容Cs2和感性電抗XL2并聯，感性電抗XL2和等效電容A2諧振，組成另一個傳感器D2。其特征是在傳感器D1的電容Cs1下端挖去一塊，剩下部分的電容為Cs1’，傳感器D2的電容Cs2的形狀大小和電容Cs1挖去的那塊電容一樣，并且同底同高，測電壓比時將傳感器D1、D2串聯，電壓表 并聯D1，測電流比時將傳感器D1、D2并聯，電流表與D2串聯。
專利摘要一種新式電容液位計，設兩個傳感器D
文檔編號G01F23/22GK2534570SQ02232400
公開日2003年2月5日 申請日期2002年4月20日 優(yōu)先權日2002年4月20日
發(fā)明者林金 申請人:林金