液位監(jiān)控的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種收集容器的液位調(diào)節(jié)方法，收集容器中收集有電介質(zhì)。借助包含測量電容器的監(jiān)控電路對液位進(jìn)行監(jiān)控，電容器的電容量根據(jù)液位至少在收集容器的液位范圍內(nèi)持續(xù)進(jìn)行變化，該方法包含以下步驟：確定測量電容器的電容量；確定測量電容器的品質(zhì)因子；根據(jù)測量電容器的品質(zhì)因子確定電介質(zhì)的介電常數(shù)；根據(jù)確定的測量電容器的電容量和電介質(zhì)的介電常數(shù)確定收集容器的液位；根據(jù)液位從收集容器中排出電介質(zhì)。
【專利說明】液位監(jiān)控
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對裝有電介質(zhì)(優(yōu)先為冷凝液)的收集容器進(jìn)行液位監(jiān)控的方法以及相關(guān)的測量電容器的監(jiān)控電路，該電容器根據(jù)收集容器的液位具有不斷變化的電容量。此外，本發(fā)明還涉及一種冷凝液排出閥和冷凝液排出器。
【背景技術(shù)】
[0002]在當(dāng)前技術(shù)水平下已經(jīng)公開了不同的液位監(jiān)控裝置和方法。將蒸汽管道或者壓力管道中形成的冷凝液自動排入冷凝液收集容器的冷凝液排出器(但不會有大量氣體，例如水蒸氣或者壓力空氣，從管道中溢出)通常具有一個液位監(jiān)控裝置。
[0003]在壓力空氣技術(shù)中，使用冷凝液排出器將冷凝液從壓力空氣管道中排出。冷凝液主要是由于壓力空氣壓縮機(jī)吸入的環(huán)境空氣中的濕度形成的。存在不同結(jié)構(gòu)類型的冷凝液排出器。冷凝液排出器工作的原理是，打開閥門，冷凝液從壓力空氣管網(wǎng)中通過其中存在的壓力被排出。冷凝液排出器根據(jù)其閥門控制類型和能量供給方式而存在差異。
[0004]浮子冷凝液排出器具有一個空心體，通過空心體內(nèi)收集的冷凝液的浮力將浮子升起，由此對閥門進(jìn)行控制。大部分情況下，閥門間接借助伺服控制器打開排出開口，冷凝液通過該開口排出。
[0005]此外還公開了電動控制、時間控制的電磁閥，該電磁閥在可調(diào)節(jié)的規(guī)定時間間隔內(nèi)打開。其缺點在于，該電磁閥的打開與液位無關(guān)，即使在無冷凝液時也會打開，因此會因排出壓力空氣形成較高的能量損失。
[0006]電子液位調(diào)節(jié)閥可以通過電子傳感器確定收集的液體數(shù)量，該傳感器可以實現(xiàn)對液位的定量監(jiān)控。如果達(dá)到特定的數(shù)量，則閥門打開，精確地排出該數(shù)量的液體，因而不會形成壓力空氣損失。具有電子液位調(diào)節(jié)閥門的冷凝液排出器由于較小的壓力空氣和能量損失，因而具有特別的優(yōu)勢，已經(jīng)成為當(dāng)前的技術(shù)水平。
[0007]使用電容量測量裝置確定液位，尤其是使用伺服控制的薄膜閥門的冷凝液排出器具有特別的意義。電容量測量裝置根據(jù)電容量確定冷凝液收集容器的液位，如果冷凝液作為電介質(zhì)流入，則電容量隨液位的變化而變化。因為冷凝液根據(jù)工作和環(huán)境條件可能具有不同的油和/或者污染物負(fù)擔(dān)，大量額外的內(nèi)容物也會影響到其容量，因此當(dāng)前技術(shù)水平下公開的液位監(jiān)控裝置可能無法明確地根據(jù)實際的液位高度進(jìn)行分析。
[0008]例如，EP 039 125081 BI說明了一種從壓力空氣系統(tǒng)或者類似系統(tǒng)中排出冷凝液的裝置，具有和壓力空氣系統(tǒng)持續(xù)連接的冷凝液收集室以及封閉收集室出口的薄膜閥門，在收集室中安排有兩個通過電子裝置和控制閥控制確定不同液位的薄膜閥門的電容式傳感器。兩個傳感器相互垂直并間隔一定距離安排在垂直伸入收集室中、其外側(cè)末端封閉的管道中，傳感器和控制收集室預(yù)控制排出口的控制閥進(jìn)行電氣連接。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]上述發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種可靠檢測實際液位的方法以及對液位進(jìn)行監(jiān)控或者調(diào)節(jié)的電路。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)借助根據(jù)權(quán)利要求書I的收集容器液位調(diào)節(jié)方法、根據(jù)權(quán)利要求書6的收集容器液位監(jiān)控裝置、根據(jù)權(quán)利要求書15的冷凝液可調(diào)節(jié)排出閥以及根據(jù)權(quán)利要求書17的冷凝液排出器加以解決。其他的有利結(jié)構(gòu)見下文的說明以及子權(quán)利要求書。所屬結(jié)構(gòu)的單項特征并不局限于單獨使用，而是可以任意相互以及和其他結(jié)構(gòu)的其他特征組合使用。
[0011]對收集容器液位調(diào)節(jié)方法進(jìn)行了推薦，對此，收集容器中收集有電介質(zhì)。借助包含測量電容器的監(jiān)控電路對液位進(jìn)行監(jiān)控，電容器的電容量根據(jù)液位至少在收集容器的液位范圍內(nèi)持續(xù)進(jìn)行變化。該方法包含以下步驟:
[0012]?確定測量電容器的電容量；
[0013]?確定測量電容器的品質(zhì)因子；
[0014].根據(jù)測量電容器的品質(zhì)因子確定電介質(zhì)的介電常數(shù)；
[0015].根據(jù)確定的測量電容器的電容量和電介質(zhì)的介電常數(shù)確定收集容器的液位；
[0016].根據(jù)液位從收集容器中排出電介質(zhì)，例如在規(guī)定的液位時。
[0017]上述方法的優(yōu)點在于可以更精確、更可靠地進(jìn)行定質(zhì)液位調(diào)節(jié)。測量到的是實際液位指數(shù)的電容量不僅取決于液位，而且也取決于所收集電介質(zhì)的介電常數(shù)。對此，從測量到的品質(zhì)因子可以推導(dǎo)出介電常數(shù)，通過測量兩個變量，即電容量和介電常數(shù)可以明確和精確地確定液位。因為存在不同的電介質(zhì)成分可能會形成不同的介電常數(shù)，電容量的檢測對于固定的電介質(zhì)成分可以提供一個精確的、符合實際液位的液位數(shù)據(jù)。借助根據(jù)本發(fā)明的品質(zhì)因子測定，可以推導(dǎo)出電解質(zhì)的成分，從而可以對電容量與液位之間的關(guān)系進(jìn)行相應(yīng)的校正，例如通過刻度進(jìn)行說 明。根據(jù)電容量和品質(zhì)因子的測定此外可以檢驗可信度，該檢驗可以提高本方法的可靠性。在一個或者兩個測量參數(shù)超過或者低于規(guī)定的數(shù)值時，說明存在功能故障或者電磁干擾。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，電介質(zhì)可以是填充在收集容器中的具有任意機(jī)組狀態(tài)的任意材料。優(yōu)先為包含水作為主要成分的冷凝液。添加物包含諸如油和/或者固態(tài)的金屬顆粒。
[0019]在本發(fā)明的意義上，品質(zhì)因子是指可振動系統(tǒng)的阻尼數(shù)值，例如測量電容器或者監(jiān)控電路。品質(zhì)因子通常說明的是能量與轉(zhuǎn)化后的損失能量以何比例存儲到可振動系統(tǒng)中。
[0020]在一種結(jié)構(gòu)中規(guī)定，測量電容器的品質(zhì)因子通過測定監(jiān)控電路的電路品質(zhì)因子變化前后監(jiān)控電路的輸出電壓差加以確定。測量電容器優(yōu)先和SC—元件進(jìn)行連接。在一種結(jié)構(gòu)中，SC —元件除了測量電容器至少包含一個單極轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器使得測量電容器交替連接輸入電壓和輸出電壓。在構(gòu)成SC —兀件時,液可以設(shè)計兩個或者多個開關(guān)。SC—兀件的基本原理是，電容器交替連接輸入電壓和輸出電壓。
[0021]轉(zhuǎn)換電容元件(SC —元件)通常用于模擬過濾電路中。由于其結(jié)構(gòu)，可以在遵守規(guī)定的框架條件的情況下構(gòu)成一個過濾器，其基本頻率僅取決于SC —元件的控制頻率。到目前為止尚未公開過在傳感器中使用SC —元件的情況。
[0022]其中，對于SC —元件而言，所考慮的等效電阻取決于所使用的電容器尺寸和開關(guān)頻率。因此，所使用的電容器的電容量取決于等效電阻和開關(guān)頻率，通過該方法可以確定未知傳感器一電容器單純的電容量。[0023]在本發(fā)明中，輸入電壓是指SC -元件上施加的電流或者電壓來源端的電壓。該電壓不強(qiáng)制要求是電路的供電電壓。更確切地說，在一種實施形式中規(guī)定，SC元件至少串聯(lián)一個可變電阻。優(yōu)先將輸入電壓連接至轉(zhuǎn)換器的接口上。
[0024]在本發(fā)明中，SC—元件的輸出端為SC元件，即轉(zhuǎn)換器與輸入電壓相對的接口。電容器可以連接至轉(zhuǎn)換器共同的中間接口上。
[0025]在一種實施形式中規(guī)定，為了改變工作點或者電路品質(zhì)因子，至少需要增大至少一個與開關(guān)部件(尤其是SC元件)串聯(lián)的歐姆電阻。在一種結(jié)構(gòu)形式中，連接或者斷開電阻的連接。在另一匯總結(jié)構(gòu)形式中規(guī)定，對電阻的數(shù)值進(jìn)行修改，尤其是通過控制電位計。在一種優(yōu)先使用的結(jié)構(gòu)形式中規(guī)定，在SC—元件上連接一個可變的或者可加接的電阻。通過電阻變化，可以改變監(jiān)控電路的工作點。
[0026]如果電路中僅存在物理上的理想部件，則調(diào)節(jié)開關(guān)頻率的脈沖/暫停比或者安裝附加電阻不會對電路的工作點變化造成影響。但實際上，對于真實部件而言存在顯著的和可復(fù)制的與傳感器一電容器品質(zhì)因子存在關(guān)聯(lián)的電路性能變化。該偏差并不強(qiáng)制是正面或者負(fù)面影響，其實際方向取決于對電路工作點的控制類型。首先需要對“名義電容量”和“在變化的工作點確定的電容量”進(jìn)行區(qū)分。其偏差在諸如特征曲線圖表中加以說明。微處理器可以在特征曲線圖表中找到相關(guān)的一致性，并優(yōu)先對電容器監(jiān)控電路的品質(zhì)因子進(jìn)行分析。因為電容器的品質(zhì)因子和收集容器中電介質(zhì)的介電常數(shù)存在關(guān)聯(lián)，因此可以推導(dǎo)出電介質(zhì)的介電常數(shù)。
[0027]根據(jù)液位排出電介質(zhì)在本發(fā)明中進(jìn)行進(jìn)一步的解釋，例如包含根據(jù)確定的液位的排出時長、數(shù)量、時間點和/或者頻率。
[0028]在一種結(jié)構(gòu)中規(guī)定，收集容器中的電介質(zhì)在超過規(guī)定的液位從收集容器中排出。
[0029]如果液位超過規(guī)定的數(shù)值，則排出閥打開。此外,在一種實施形式中規(guī)定,如果液位低于規(guī)定的數(shù)值，則排出閥關(guān)閉。在一種優(yōu)先使用的結(jié)構(gòu)中，確定排出閥體積流的排出閥打開角度根據(jù)確定的液位加以確定。例如，如果液位達(dá)到規(guī)定的最大值，排出閥打開至最大，如果液位達(dá)到規(guī)定的最小值，排出閥關(guān)閉。
[0030]此外，還建議了一種用于對收集容器進(jìn)行液位監(jiān)控的監(jiān)控電路，其中，收集容器中裝有電介質(zhì)。該監(jiān)控電路至少具有一個分配給收集容器的測量電容器，該電容器具有一個始終隨液位變化的電容量。該監(jiān)控電路在設(shè)計時應(yīng)使得，可以確定測量電容器的電容量和測量電容器的品質(zhì)因子，對此根據(jù)測量電容器的品質(zhì)因子可以推導(dǎo)出電介質(zhì)的介電常數(shù)，并根據(jù)確定的測量電容器的電容量和確定的電介質(zhì)的介電常數(shù)確定收集容器的液位。測量電容器的電容量一方面根據(jù)收集容器的液位進(jìn)行變化，另一方面根據(jù)收集容器中所收集的電介質(zhì)的電氣性能進(jìn)行變化。介電常數(shù)由測量電容器的品質(zhì)因子進(jìn)行確定，由此可以精確地測定液位。出于該原因，根據(jù)本發(fā)明建議，除了電容器的電容量，還需要確定電介質(zhì)的介電常數(shù)，以便在電介質(zhì)成分不同時通過獲得的數(shù)據(jù)精確地確定液位。因此，所建議的液位監(jiān)控方法與收集容器中的電介質(zhì)的成分無關(guān)。例如具有不同油含量的冷凝水。此外，冷凝液可能包含金屬顆粒污染物。
[0031]特別優(yōu)先的方法是，監(jiān)控電路具有一個SC —元件，通過該元件至少根據(jù)液位和電介質(zhì)的介電常數(shù)形成一個電壓降。此外，優(yōu)先設(shè)計一個改變工作點的裝置，例如與SC —元件串聯(lián)的可變或者可加接電阻?？勺冸娮杩梢允侵T如電位計，優(yōu)先為電子電位計。[0032]在一種結(jié)構(gòu)中規(guī)定，監(jiān)控電路可以在第一和第二工作狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在第一種工作狀態(tài)下可以確定測量電容器的電容量，在第二種工作狀態(tài)下可以確定測量電容器的品質(zhì)因子。在一種特別優(yōu)先使用的實施形式中規(guī)定，工作狀態(tài)由電路的工作點加以確定。優(yōu)先通過連接或者斷開至少一個電阻使得監(jiān)控電路中的電阻發(fā)生變化。
[0033]因為工作狀態(tài)可以進(jìn)行轉(zhuǎn)換，因而至少部分監(jiān)控電路部件可以用于不同的測量任務(wù)。對于監(jiān)控電路工作點可變化的結(jié)構(gòu)而言，優(yōu)先通過改變與SC —元件串聯(lián)的電阻在降低成本的同時實現(xiàn)較高的一體化程度。
[0034]在一種優(yōu)先使用的結(jié)構(gòu)中，監(jiān)控電路具有一個優(yōu)先為串聯(lián)一體化裝置的操作放大器。優(yōu)先將SC —元件的輸出端和操作放大器的轉(zhuǎn)換輸入端進(jìn)行串聯(lián)。
[0035]所推薦的監(jiān)控電路的優(yōu)點在于，該電路非常敏感。根據(jù)所使用的部件尺寸，可以確定測量電容器在幾微法拉范圍內(nèi)的電容量變化。
[0036]在一種特別優(yōu)先使用的結(jié)構(gòu)中規(guī)定，測量電容器的電極至少部分由容納電介質(zhì)的收集容器提供。
[0037]例如測量電容器的第一電容器電極在收集容器用于容納電介質(zhì)的內(nèi)部中心區(qū)域，第二電容器電極由金屬的收集容器加以確定。測量電容器在設(shè)計時應(yīng)使得在確定電極距離時避免在電容器電極之間的電介質(zhì)液體形成值得注意的毛細(xì)現(xiàn)象。該距離根據(jù)需要的電介質(zhì)確定其尺寸。電容器電極優(yōu)先具有大于大約Icm的距離，特別優(yōu)先為大于大約5cm。
[0038]概念“大約”說明的是【技術(shù)領(lǐng)域】常見的公差范圍。尤其是，“大約”說明的是±10%的公差，優(yōu)先為±5%。
[0039]在另一種結(jié)構(gòu)中規(guī)定，收集容器具有內(nèi)部和/或者外部金屬涂層，該涂層構(gòu)成第二電容器電極。在另一種結(jié)構(gòu)中，收集容器包含金屬或者由金屬制成。
[0040]在一種實施形式中規(guī)定，監(jiān)控電路具有以下結(jié)構(gòu):轉(zhuǎn)換器通過共同的中間接口(COM 一接口)和測量電容器的一個電極相連?？赊D(zhuǎn)換接口和一個可變電阻，例如電位計相連。第二個可轉(zhuǎn)換接口和微處理器的AD —輸入端相連。通過控制電位計改變監(jiān)控電路的工作點。如果電位計在低歐姆處，則監(jiān)控電路優(yōu)先處于第一工作狀態(tài)下，如果電位計在高歐姆處，則監(jiān)控電路處于第二工作狀態(tài)下。在本發(fā)明中，“低歐姆”是指電位計具有可忽略的較小電阻，尤其是線路電阻為大約I歐姆至I千歐姆，優(yōu)先為大約I歐姆至100歐姆?！案邭W姆”在本發(fā)明中是指電位計具有一個顯著改變監(jiān)控電路工作點的電阻。高歐姆電阻為大約I千歐姆或者更高，優(yōu)先為高于約10千歐姆。
[0041]在一種優(yōu)先使用的結(jié)構(gòu)形式中規(guī)定，至少在第二種工作狀態(tài)下，SC—元件的轉(zhuǎn)換時間可以變化。在本發(fā)明中，轉(zhuǎn)換時間的變化是指控制SC —元件的開關(guān)元件的頻率和/或者脈沖寬度的信號發(fā)生了變化。優(yōu)先規(guī)定，由約30%至約50%脈沖寬度(高電平)對約70%至約50%的暫停寬度(低電平)的脈沖/暫停寬度比，優(yōu)先為約50%脈沖寬度對約50%暫停寬度的脈沖/暫停寬度比，轉(zhuǎn)換為明顯更小的約I %至約20%脈沖寬度對99%至約80%暫停寬度，優(yōu)先為約5%脈沖寬度對約95%暫停寬度的脈沖/暫停寬度比。通過轉(zhuǎn)換時間的變化至少可以更精確地測定品質(zhì)因子。
[0042]在另一種實施形式中規(guī)定，監(jiān)控電路具有兩個開關(guān)部件。優(yōu)先規(guī)定，在第二種工作狀態(tài)下，第一電阻和第一開關(guān)部件串聯(lián)，第二電阻和第二開關(guān)部件串聯(lián)。尤其是，在第一種工作狀態(tài)下，第一電阻和/或者第二電阻進(jìn)行橋接。優(yōu)先將第一電阻連接在SC —元件前面，第二電阻連接在SC —元件后面。
[0043]此外還建議了一種從冷凝液排除其中將冷凝液排出的可調(diào)節(jié)冷凝液排出閥，其中，冷凝液排出閥具有一個對用于容納冷凝液的收集容器進(jìn)行液位監(jiān)控的上述裝置。冷凝液排出閥優(yōu)先具有一個薄膜閥門。在一種實施形式中，借助該裝置調(diào)節(jié)冷凝液排出閥的打開程度。
[0044]此外還建議了一種冷凝液排出器，該排出器至少包含一個冷凝液收集容器和一個冷凝液排出閥。例如，冷凝液排出器可以用于壓力空氣系統(tǒng)中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0045]其他有利的實施形式見下文的圖紙。所述的其他形式并未進(jìn)行限定，更確切地說，所述的特征可以相互組合或者和其他結(jié)構(gòu)的上述特征進(jìn)行組合。此外，需要說明的是，在圖紙說明中所述的參考標(biāo)號并未限制上述發(fā)明的保護(hù)范圍，而是僅參考圖紙中所示的實施形式。相同的部件或者具有相同功能的部件在下文中具有相同的參考標(biāo)號。其中:
[0046]圖1:冷凝液排出器；
[0047]圖2:圖1中冷凝液排出器的液位監(jiān)控裝置；
[0048]圖3:圖1中冷凝液排出器的可選液位監(jiān)控裝置。
[0049]圖1顯示的是壓力空氣系統(tǒng)的冷凝液排出器I的截面圖。在壓縮空氣壓縮過程中形成的冷凝液2通過輸送管道3輸送至冷凝液排出器I。冷凝液2由此處未作說明的壓力空氣壓縮及吸入的環(huán)境空氣中的濕度形成。
[0050]冷凝液2收集在冷凝液收集容器4中，在達(dá)到規(guī)定的液位5后通過排出閥6排出。在圖1所示的實施形式中，排出閥6為薄膜閥門。
[0051]傳感器7伸入冷凝液收集容器4中。傳感器7至少包含一個測量電容器8，該電容器根據(jù)冷凝液收集容器4中的冷凝液2的液位具有始終變化的電容量。如果冷凝液2為電介質(zhì)，通過電容量變化，電容量測量可以確定冷凝液收集容器4的液位。測量電容器8僅具有一個電容器電極。測量電容器8工作所需的第二個電極至少由冷凝液收集容器4的部分容器壁構(gòu)成，該電極根據(jù)圖2或者圖3中所述的電路進(jìn)行連接。
[0052]即使在較強(qiáng)污染的情況下，例如因壓力空氣管道銹蝕或者壓力空氣壓縮機(jī)中的油，所示的裝置也非?？煽?。傳感器7安排在冷凝液收集容器4干凈區(qū)域9的通道中，以避免因可能會導(dǎo)致測量技術(shù)短路的覆層形成的錯誤測量。
[0053]干凈區(qū)域9通過和潛水鐘罩類似的裝置11進(jìn)行確定，該裝置圍繞傳感器7進(jìn)行安排。對于任意高度的液位(也可以超出最大規(guī)定的液位5)，在干凈區(qū)域9中和潛水鐘罩類似裝置11中也不會有冷凝液2浸入。因為無冷凝液2到達(dá)傳感器7的上半部分，因此可以避免冷凝液中的污染物在傳感器的該部分形成覆層。如果覆層具有導(dǎo)電材料，例如鐵銹顆粒，在傳感器7以及冷凝液收集容器4的內(nèi)側(cè)會形成導(dǎo)電層。通過干凈區(qū)域9可以避免因?qū)щ姼矊有纬傻碾娏鬟B接，因而可以避免傳感器7和冷凝液收集容器4之間的測量技術(shù)短路。
[0054]干凈區(qū)域9也需要為伺服控制的排出閥6提供能量。使用電磁閥10在閥門膜6.1上建立或者消除輔助壓力，以便關(guān)閉或者打開閥門。冷凝液排出器I的干凈區(qū)域9通過壓縮空氣進(jìn)行能量供給。
[0055]圖2顯示的是監(jiān)控電路15，該電路可以用于分析圖1中冷凝液排出器I的液位。測量電容器8通過轉(zhuǎn)換器S5和SC —元件20進(jìn)行連接。轉(zhuǎn)換器S5通過微處理器12進(jìn)行控制。如果轉(zhuǎn)換器S5和帶輸入電壓(輸入電壓位于電位計Pl后方)的測量電容器8相連，測量電容器以電量Q = OU進(jìn)行充電。在另一個開關(guān)位置，測量電容器8以相同的電量放電。由此形成的電流取決于電容量和開關(guān)頻率:I = U*Of，其中電流為I，輸入電壓U，測量電容器的電容量C，開關(guān)頻率f。因為I =U*R，R為SC元件的等效電阻，因此R= I /(C.f)。
[0056]由于和SC —元件串聯(lián)的電阻R5下降的電壓借助電容器C5進(jìn)行確定，數(shù)值從微處理器12的模數(shù)一轉(zhuǎn)換器一輸入端21進(jìn)行讀取。通過讀取的電壓，在監(jiān)控電路15第一個工作點的低歐姆Pl狀態(tài)下可以計算出測量電容器8的電容量。在接下來的步驟中將Pl轉(zhuǎn)換為高歐姆狀態(tài)，監(jiān)控電路15的工作點發(fā)生顯著變化。從確定的Pl的轉(zhuǎn)換以及第一個工作點確定的名義電容量和變化后的工作點確定的電容量可以對品質(zhì)因子和電介質(zhì)的介電常數(shù)進(jìn)行評價。其差異優(yōu)先保存在微處理器的特征曲線中。此外，微處理器的任務(wù)還在于在特征曲線中尋找相關(guān)的一致性,并優(yōu)先對確定的液位進(jìn)行相應(yīng)的匹配。
[0057]圖3顯示的是圖1中冷凝液排出器I液位監(jiān)控的監(jiān)控電路15的另一種結(jié)構(gòu)。通過監(jiān)控電路15確定因外部物理影響(此處專指冷凝液收集容器4中液位的上升)造成的電容量變化進(jìn)行測量，該電容量在電子控制閥6中用于從壓力空氣裝置中排出冷凝液2。
[0058]監(jiān)控電路15的基本原理為對變化的電容量的阻抗進(jìn)行測量，從而得出測量電容器8的電容量數(shù)值和品質(zhì)因子。
[0059]在圖3中說明了微處理器12的一般結(jié)構(gòu)。微處理器12擁有一個高分辨率的模數(shù)一轉(zhuǎn)換器13和一個計時器14。對計時器14進(jìn)行控制，使得可以對兩個反相的相同時間長度的脈沖無疊加地進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過這兩個脈沖對開關(guān)部件SI和S2進(jìn)行控制。
[0060]監(jiān)控電路15具有測量電容器8以及開關(guān)SI和S2，測量電容器的一個電極8.1由冷凝液收集容器4的至少部分容器壁構(gòu)成。測量電容器8和開關(guān)SI和S2構(gòu)成SC —元件。此外電阻Rl和R2和開關(guān)部件SI和S2串聯(lián)。電阻Rl和R3借助開關(guān)部件S3和S4進(jìn)行連接。開關(guān)電路15此外還包含一個操作放大器16，該放大器以積分儀的形式進(jìn)行連接。
[0061]該方法的基礎(chǔ)來自轉(zhuǎn)換電容過濾器工作原理，也被稱作SC —過濾器。可以看出，只要開關(guān)S3和S4接通，監(jiān)控電路為具有虛擬接地點的反相積分儀。如果監(jiān)控電路工作，S3和S4應(yīng)持續(xù)接通，且SI或者S2保持接通，在操作放大器的輸出端(相對于操作放大器未逆向輸入端的虛擬接地點)可以調(diào)節(jié)測量到的電容量和積分電容量比例電壓之間的比值。通過該方式可以確定測量電容器8未知電容量的絕對值。
[0062]如果要確定測量電容器8的品質(zhì)因子，因保持S3和S4處于斷開狀態(tài)。由此電路的品質(zhì)因子發(fā)生變化時使得測量電容器8相對于電路品質(zhì)因子的品質(zhì)因子部分也發(fā)生變化。從輸出電壓相對于接通開關(guān)S3和S4進(jìn)行操作時的變化可以確定測量電容器8的品質(zhì)因子。
[0063]電容器電極之間以油作為電介質(zhì)時測量電容器8的品質(zhì)因子比電容器電極以水作為電介質(zhì)時的品質(zhì)因子要差。這是由于分子移動性存在差異，從而使得分子在因作用的電場進(jìn)行排列時存在較大的結(jié)構(gòu)損失差異。
[0064]微處理器12除了測定測量電容器8的電容量，還可以評價品質(zhì)因子，并可以推導(dǎo)出冷凝液收集容器4中的油含量或者電介質(zhì)的介電常數(shù)。借助該數(shù)據(jù)可以獲得說明冷凝液收集容器4填充度的具體數(shù)值，該數(shù)值與填充類型無關(guān)。
【權(quán)利要求】
1.收集容器(4)的液位調(diào)節(jié)方法，收集容器中收集有電介質(zhì)(2)，優(yōu)先為冷凝液(2)，對此借助包含測量電容器(8)的監(jiān)控電路(15)對液位進(jìn)行監(jiān)控，電容器的電容量根據(jù)液位至少在收集容器的液位范圍內(nèi)持續(xù)進(jìn)行變化，其特征在于以下步驟: 一確定測量電容器(8)的電容量； 一確定測量電容器(8)的品質(zhì)因子； 一根據(jù)測量電容器(8)的品質(zhì)因子確定電介質(zhì)(2)的介電常數(shù)； 一根據(jù)確定的測量電容器(8)的電容量和電介質(zhì)的介電常數(shù)確定收集容器(4)的液位； 一根據(jù)液位從收集容器中排出電介質(zhì)(2)。
2.方法根據(jù)權(quán)利要求書1，其特征在于，測量電容器(8)的品質(zhì)因子通過確定監(jiān)控電路(15)的輸出電壓在工作點變化前和后的差異或者監(jiān)控電路(15)的轉(zhuǎn)換品質(zhì)因子加以確定。
3.方法根據(jù)權(quán)利要求書2，其特征在于，監(jiān)控電路包含一個SC—元件，對此，SC —元件(20)具有測量電容器(8)和至少一個開關(guān)部件(S5 ；S1, S2)。
4.方法根據(jù)權(quán)利要求書3，其特征在于，為了改變工作點或者電路品質(zhì)因子，至少需要增大與至少一個開關(guān)部件(S5 ；S1, S2)串聯(lián)的歐姆電阻(PI ；R1, R2)。
5.方法根據(jù)上述權(quán)利要求書中的一種，其特征在于，電介質(zhì)(2)在達(dá)到收集容器中的規(guī)定液位(5)時從收集容器中排出。
6.對收集容器(4)的液位進(jìn)行監(jiān)控的監(jiān)控電路(15)，收集容器中裝有電介質(zhì)(2)，對此，監(jiān)控電路(15)至少具有一個分配給收集容器(4)的測量電容器(8)，電容器的電容量根據(jù)液位至少在收集容器(4)的液位范圍內(nèi)持續(xù)變化，其特征在于，監(jiān)控電路(15)在設(shè)計時應(yīng)使得，可以確定測量電容器(8)的電容量和測量電容器(8)的品質(zhì)因子，對此根據(jù)測量電容器(8)的品質(zhì)因子可以推導(dǎo)出電介質(zhì)(2)的介電常數(shù)，由此根據(jù)確定的測量電容器(8)的電容和確定的電介質(zhì)(2)的介電常數(shù)確定收集容器(4)的液位。
7.監(jiān)控電路(15)根據(jù)權(quán)利要求書6，其特征在于，監(jiān)控電路(15)在設(shè)計時使得，監(jiān)控電路(15)在第一和第二工作狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在第一工作狀態(tài)下確定測量電容器(8)的電熔，在第二工作狀態(tài)下確定測量電容器(8)的品質(zhì)因子。
8.監(jiān)控電路(15)根據(jù)權(quán)利要求書6至7中的一種，其特征在于，監(jiān)控電路(15)的電路品質(zhì)因子會發(fā)生變化。
9.監(jiān)控電路(15)根據(jù)權(quán)利要求書6至8中的一種，其特征在于，監(jiān)控電路(15)具有一個對測量電容器(8)進(jìn)行分析的SC —元件。
10.監(jiān)控電路(15)根據(jù)權(quán)利要求書6至11中的一種，其特征在于，為了在工作狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，需改變與SC—元件(20)串聯(lián)的電阻(PI ;R1，R2)。
11.監(jiān)控電路(15)根據(jù)權(quán)利要求書6至10中的一種，其特征在于，在第二工作狀態(tài)下至少接通一個與至少一個開關(guān)部件(S5 ；S1, S2)串聯(lián)的高歐姆電阻(PI ；R1, R2)。
12.監(jiān)控電路根據(jù)權(quán)利要求書6至11中的一種，其特征在于，至少在第二工作狀態(tài)下SC 一元件(20)的轉(zhuǎn)換時間發(fā)生變化。
13.監(jiān)控電路(15)根據(jù)權(quán)利要求書11，其特征在于，在第一工作狀態(tài)下，與開關(guān)部件(S5 ；S1, S2)串聯(lián)的電阻(PI ；R1, R2)為低歐姆電阻或者進(jìn)行橋接。
14.由根據(jù)權(quán)利要求書6至13的監(jiān)控電路(15)和收集容器(4)組成的裝置，其特征在于，測量電容器電極(8.1)至少部分由收集容器(4 )提供。
15.用于由冷凝液排出器(I)排出冷凝液(2)的可調(diào)節(jié)冷凝液排出閥(6 )，對此，冷凝液排出閥(6)具有一個根據(jù)權(quán)利要求書6至13對冷凝液收集容器(4)中的液位進(jìn)行監(jiān)控的監(jiān)控電路(15)。
16.冷凝液排出閥(6)根據(jù)權(quán)利要求書15，其特征在于，冷凝液排出閥(6)在設(shè)計時應(yīng)使得，可以借助監(jiān)控電路(15)對冷凝液排出閥(6)的打開程度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
17.冷凝液排出器(I)至少包含一個冷凝液收集容器(4)和一個根據(jù)權(quán)利要求書15或者16的冷凝液排出閥(6)。
18.冷凝液排出器(I)根據(jù)權(quán)利要求書17，其特征在于，測量電容器(8)的電容器電極(8.1)包含冷凝液收集容器(4)。
【文檔編號】G01N27/22GK103782138SQ201280043620
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月8日
【發(fā)明者】M·費爾特簡, J·辛斯泰德騰 申請人:貝科技術(shù)有限公司