[发明专利]隔离式一体化高精度液位测量设备及液位测量方法

权利要求书

1.一种隔离式一体化高精度液位测量设备，其特征在于，包括外壳、感应面板和单片机，所述感应面板和单片机设置在外壳内部；

所述感应面板上设有n个感应区、n路感应电容转换电路、n-1个液位测量电极、一个液体参考电极、一个环境参考电极以及n-1个电容数字转换器，n个感应区从下到上依次等距布置，每两个相邻的感应区之间均相隔1cm，每个感应区自身高度为1mm，感应区与感应电容转换电路一一对应，每个感应区与对应的感应电容转换电路连接，通过感应电容转换电路，将感应状态转换为数字量，使无液体时感应区输出为1，有液体时感应区输出为0；每两个相邻的感应区之间布置一个液位测量电极，所述液体参考电极位于感应面板底部，所述环境参考电极位于感应面板顶部，且处于液位测量量程以外的位置，液位测量电极与电容数字转换器一一对应，每个液位测量电极与对应的电容数字转换器连接，所述液体参考电极和环境参考电极分别与每个电容数字转换器连接，所述感应电容转换电路和电容数字转换器分别与单片机连接；其中，n≥2；

当外壳部分或全部浸没于待测液体后，从下往上搜索，读取感应区输出的状态，根据感应区的输出状态，判别处理得到当前液位线所在的感应区，将该感应区对应高度作为第一级测量结果；根据液位测量电极、液体参考电极和环境参考电极的关系，计算当前液位线所在的感应区与上方的感应区之间的液位高度，将该液位高度作为第二级测量结果；

所述根据感应区的输出状态，判别处理得到当前液位线所在的感应区，采用智能判别处理算法，具体包括：

从下往上对每个感应区进行序号标记；

从下往上搜索，读取感应区输出的状态；

若存在相邻两个感应区的输出状态从0变为1，且该感应区之后的所有感应区的输出状态均为1，判断当前液位线在这两个感应区之间，将这两个感应区中位于下方的感应区作为当前液位线所在的感应区；

若中间存在一个或多个感应区的输出状态为1，且该感应区的下方所有感应区和上方连续多个感应区的输出状态均为0，则表示该感应区可能损坏，判断当前液位线在该感应区上方，并跳过该感应区继续搜索；

若中间存在一个或多个感应区的输出状态为0，且该感应区的下方连续多个感应区和上方连续多个感应区的输出状态均为1，则表示该感应区对应的外壳表面有溅水、杂质或杂物依附，判断当前液位线在该感应区下方。

2.根据权利要求1所述的隔离式一体化高精度液位测量设备，其特征在于，所述设备还包括数据传输模块和供电电池，所述数据传输模块和供电电池设置在外壳内部；

所述数据传输模块，用于实现液位测量设备与数据服务器之间的通信，使液位测量设备通过无线网络将测量得到的数据传输给数据服务器；

所述供电电池，用于为液位测量设备供电。

3.根据权利要求1所述的隔离式一体化高精度液位测量设备，其特征在于，每个感应区为导电面，根据产生的感应电容值大小能够区分有无液体覆盖。

4.根据权利要求1所述的隔离式一体化高精度液位测量设备，其特征在于，所述感应区和液位测量电极在测量时不直接接触待测液体，以实现隔离式测量。

5.根据权利要求1-4任一项所述的隔离式一体化高精度液位测量设备，其特征在于，所述感应面板上的感应区数量由液位量程确定。

6.根据权利要求1-4任一项所述的隔离式一体化高精度液位测量设备，其特征在于，所述外壳采用防腐蚀材料制成，外壳的颜色根据现场环境定制。

7.一种基于权利要求1-6任一项所述液位测量设备的液位测量方法，其特征在于，所述方法包括：

当外壳部分或全部浸没于待测液体后，从下往上搜索，读取感应区输出的状态，根据感应区的输出状态，判别处理得到当前液位线所在的感应区，记下该感应区序号k_i，并将该感应区对应高度作为第一级测量结果Z₁；其中，0＜i≤n；

根据液位测量电极、液体参考电极和环境参考电极的关系，计算当前液位线所在的感应区与上方的感应区之间的液位高度，将该液位高度作为第二级测量结果Z₂；

根据第一级测量结果和第二级测量结果，计算得到最终的液位值。