[实用新型]检测液面位置的电容式液位电极组

说明书

一种用于检测液面位置的电容式液位电极组，属于液位非接触式测量用的传感元件。

油田在估算油井日产量时往往要通过液位计来检测液柱的液面位置，以便通过计算机来算出高含水原油中的实际含油量。这种液位计目前可以分为直接接触式和间接接触式二种。前者实际上是一种电阻式液位计，其电极由液位上电极和相应的下电极组成，它的电极是一根铜针，既起液位指示又起液位检测作用，液面没有到达电极位置时它与空气接触，反之就与液面接触，从而导致电阻的改变，计算机检测到了由它引起的电位的变化就可测出其液位是否到达了电极位置。这种接触方式的缺点是：铜针受到液中所含的原油污染后就直接影响了其检测结果的准确性。后者实际上是一种光电式液位检测计，其液位指示的功能是由一个浮在水面上的塑料浮子来完成的，光电管则起了检测作用。其检测元件不与液面接触，只有指示元件与液面接触，因而称之为间接接触式的，其缺点是浮子易被管壁上的水中所含的部份原油粘住，或者是浮子被油水混合物浸透而没入水中，这样就无法指示液面的位置。

本实用新型的目的是在于提供一种非接触式的电容式液位电极组以确保液位检测的可靠性和准确性。它采用的是非接触式电容传感法。它把电容式电极的二块极板附在水柱管的管壁上，极板之间构成一个板式电容器，它的电容量与极板间介质的介电系数成正比。当液面未到达电极时介质为空气或天然气，介电系数为1～1.2；当液面到达电极时介质为水或油水混合液，前者的介电系数为81，后者为2～80，随含水量而有所不同，极板电容器的电容与介电系数成正比，如果把这个电极电容接在RC振荡器的振荡回路内，则RC振荡产生的脉冲频率将与电极电容成反比，由此即可判断出液面是否已经到达电极的位置。这个判别工作是由计算机来完成的。

本实用新型的特征在于：它包含了一根条形支架和位于其二端的液位上电极和下电极。每个电极由二块极板组成，把铜片或铜膜用热压或电镀的方式附着在一块衬底上就构成了极板。

这种不接触的电容式液位电极组克服了电阻式或光电式液位检测计的缺点，保证了液位检测的可靠与准确性。

在详细叙述实施例以前，下面先把本实用新型申请文件中所使用的附图名称和编号作一个综述。

图1、电容式液位电极组的俯视图（上电极）；

图2、电容式液位电极组的侧视图（水柱管未画）；

图3、电容式液位电极组与外电路的联接图。

实施例：

参见图1及图2，1是水柱管，2是有机玻璃支架，3、4是二块互相对称的有机玻璃衬底，一端用胶粘接，另一端开口套在水柱管的管壁上，衬底与支架用胶粘接。5、6是二块铜片，用热压的方法附着在衬底上。电极引线由铜片经过极板和支架上的小孔7和8穿出以便与外电路相联，图2中的9是下电极的一个衬底，10是附在它上面的铜片。在图3中，11是阻容振荡器，用的是芯片LM556，液位电极的一个极板接它的端子2，另一个极板接地。上、下二个电极各有一套外接电路，11的输出端9输出脉冲信号送往计算机的计数器12，计算机在限定时间内计算输入脉冲数，当其减至规定的阀值时即判定液面已到达该电极。

实验结果对于水柱而言，液位到达电极位置时其振荡频率约降低20％，如果对于油柱而言，则为5％，这对于计算机而言是足够判断的了。