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)的專用電容測量芯片PCap01進(jìn)行多段電容高精度同時測量。測量結(jié)果通過SPI通訊接口傳送給GD32F150R8單片機(jī)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理之后，通過D/A轉(zhuǎn)換芯片AD421輸出兩線制標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA信號，同時應(yīng)用HART調(diào)制解調(diào)芯片DS8500在4-20mA模擬信號的基礎(chǔ)上疊加數(shù)字音頻信號進(jìn)行雙向數(shù)字通訊。通過HART協(xié)議訪問傳感器的測量過程參數(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)精度等級可以達(dá)到0.5，實(shí)現(xiàn)了汽包水位的全工況測量，并解決了的溫度壓力補(bǔ)償問題，可以滿足工業(yè)現(xiàn)場要求。

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)的專用電容測量芯片PCap01進(jìn)行多段電容高精度同時測量。提高了微小電容的測量精度，而且多段電容同時測量，避免了傳統(tǒng)測量電路需要依靠切換開關(guān)，外圍電路簡單，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)今國外主流儀表接口一致，很方便的通過HART協(xié)議訪問傳感器的測量過程參數(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量，并解決了的溫度壓力補(bǔ)償問題，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)場須求。目前材料及現(xiàn)場的運(yùn)行實(shí)驗(yàn)正在聯(lián)系相關(guān)廠家。

4作品實(shí)物圖