1方案介紹

為了解決傳統(tǒng)的差壓式水位計(jì)不能實(shí)現(xiàn)鍋爐汽包水位全工況測(cè)量的缺陷，研制了一款智能多段式電容液位計(jì)。

液位傳感器采用多段同軸圓筒式電容傳感器，傳感器外極筒為一個(gè)整體，內(nèi)極筒由多段相同的銅箔依次緊貼在電木上構(gòu)成，每段的間距足夠小，并且獨(dú)立引線，測(cè)量介質(zhì)位于內(nèi)外極筒之間。采用基于電容數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)的專用電容測(cè)量芯片PCap01進(jìn)行多段電容高精度同時(shí)測(cè)量。測(cè)量結(jié)果通過(guò)SPI通訊接口傳送給GD32F150R8單片機(jī)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理之后，通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換芯片AD421輸出兩線制標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA信號(hào)，同時(shí)應(yīng)用HART調(diào)制解調(diào)芯片DS8500在4-20mA模擬信號(hào)的基礎(chǔ)上疊加數(shù)字音頻信號(hào)進(jìn)行雙向數(shù)字通訊。通過(guò)HART協(xié)議訪問(wèn)傳感器的測(cè)量過(guò)程參數(shù)、設(shè)備組態(tài)、校準(zhǔn)等信息。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該水位計(jì)精度等級(jí)可以達(dá)到0.5，實(shí)現(xiàn)了汽包水位的全工況測(cè)量，并解決了的溫度壓力補(bǔ)償問(wèn)題，可以滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)要求。

2方案框圖

3設(shè)計(jì)應(yīng)用描述及心得總結(jié)

智能多段式電容液位計(jì)采用基于電容數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)的專用電容測(cè)量芯片PCap01進(jìn)行多段電容高精度同時(shí)測(cè)量。提高了微小電容的測(cè)量精度，而且多段電容同時(shí)測(cè)量，避免了傳統(tǒng)測(cè)量電路需要依靠切換開(kāi)關(guān)，外圍電路簡(jiǎn)單，可靠性高。實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的微型化。

液位計(jì)支持HART協(xié)議功能，與當(dāng)今國(guó)外主流儀表接口一致，很方便的通過(guò)HART協(xié)議訪問(wèn)傳感器的測(cè)量過(guò)程參數(shù)、設(shè)備組態(tài)、校準(zhǔn)等信息。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該水位計(jì)精度等級(jí)可以達(dá)到0.5，線性往復(fù)性好，實(shí)現(xiàn)了汽包水位的全工況測(cè)量，并解決了的溫度壓力補(bǔ)償問(wèn)題，在相關(guān)的制造材料能夠滿足汽包高溫高壓的前提下可以完全替代傳統(tǒng)的差壓式液位計(jì)，滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)須求。目前材料及現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行實(shí)驗(yàn)正在聯(lián)系相關(guān)廠家。

4作品實(shí)物圖