[发明专利]一种自适应式电容液位计

权利要求书

1.一种自适应式电容液位计，包括三个作为传感器的圆柱式电容，其中一个为空仓电容，内部介质为环境空气，另一个满仓电容，内部介质为满仓被测液体，第三个为测量电容，内部下部分介质为被测液体，上部分介质为环境空气，内部液体高度与被测容器内的被测液体高度一致，其特征在于，还包括模拟开关、C/T转换电路以及测量模块；

所述的每个圆柱式电容除介质外，其他完全相同即材料相同、外形尺寸一致，并且以相同的电极引线接入模拟开关；

模拟开关将三个圆柱式电容分时依次地接进C/T转换电路，将电容值转换为对应矩形波，测量模块根据三个矩形波的周期，计算出被测容器内被测液体高度h：

h=KC·L=Ch-C0Cr-C0·L=Th-T0Tr-T0·L.]]>

2.根据权利要求1所述的电容液位计，其特征在于，所述的C/T转换电路由比较器A₁、A₂、反馈电阻R以及R-S触发器组成，比较器A₁的正端接高比较电压V_H，比较器A₂的负端接低比较电压V_L，其中，V_L<V_H<U_O，U_O为R-S触发器输出Uout高电平的电压值，比较器A₁的输出接R-S触发器R端，比较器A₂的输出接R-S触发器S端，R-S触发器R端在低电平时将输出置为0，R-S触发器S端在低电平将输出置为1，R-S触发器的输出通过反馈电阻R反馈到比较器A₁的负端、比较器A₂的正端以及模拟开关选择圆柱式电容的一端，模拟开关选择圆柱式电容的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的电容液位计，其特征在于，所述的测量模块包括同步电路以及单片机；

所述同步电路为D触发器，C/T转换电路输出的矩形波输入到D触发器CP端，D触发器D端接单片机输出的闸门信号，在闸门信号为高电平，矩形波上升沿到来时，D触发器Q端输出高电平，在闸门信号为低电平，矩形波上升沿到来时，D触发器Q端输出低电平，D触发器Q端输出为同步的闸门信号；

单片机包括闸门A、闸门B、矩形波计数器、基准时钟计算器以及数据计算模块；闸门A、闸门B接同步的闸门信号，在同步的闸门信号为高电平时开启，分别将矩形波、基准时钟送入矩形波计数器、基准时钟计算器进行计数，得到矩形波计数值m以及基准时钟计数值N，相应地，对于接入不同的圆柱式电容即满仓电容C_r、测量电容C_h、空仓电容C₀，得到矩形波计数值m_r、m_h、m₀以及基准时钟计数值N_r、N_h、N₀；

数据计算模块根据得到矩形波计数值m_r、m_h、m₀以及基准时钟计数值N_r、N_h、N₀，计算出被测液体高度：

h=KC·L=Nh/mh-N0/m0Nr/mr-N0/m0·L.]]>