在传感器中只需增加极少的硬件开支,便可附加其他传感器,如温度传感器测量温度,压力式液位传感器测量液体深度,以实现多参数的同时测量。

采用微型高效率开关电源集成电路,提高干电池的电源利用效率。

液面传感器可以有继电器输出控制型和串行数据输出型,作为付产品。

液面传感器

本设计的油水界面探测器采用介质变化型电容传感器。假设电容器为两平极结构,作绝缘处理后的电容器两极间浸入不同的界质中,由于电容器中的介质相对介电系数不同,电容量是不同的;而当电容器两极处在两不同介质的界面处,当液体介质的液面发生变化,也将导致电容器的电容C也发生变化。作为界面探测器其重点是后者,即检测电容传感器在气油界面、油水界面位置变化导致电容器的电容C变化情况。

电容传感器处在大气中、浸入不同液体或浸入不同液体深度不同,其电容量的变化,采用专用的信号调理电路把电容量转换比例电压输出。在大气中相对介电常数为1,电容传感器的电容量为C0,经调理转换后输出电压为V0,在油品中相对介电常数变大,在水中相对介电常数更大,电容传感器的电容量将随着浸入不同液体深度加大而变大,经调理转换后输出电压也将随之变大。这电压信号再经放大器放大和A/D转换,得到不同的A/D值。A/D值的大小表明传感电容器所处的介质或淹没入油、水介质的深度。

本油水界面探测器采用两通道A/D转换器,其中一通道用于测量传感电容传感器的输出电压,另一通道用于温度信号的测量。微处理器控制数据的采集并进行数据预处理后,以数字形式用一定格式通过串行接口把两个数据传送往显示仪表。

油水界面探测器的关键器件是电容信号调理电路CAV414。CAV414是一种专为电容传感器而设计的通用性强、多用途集成电路,该芯片内包含有完整的信号处理单元。(见图二)CAV414芯片内含基准振荡器,其振荡频率可由基准振荡电容Cosc和Rosc来调整,基准振荡器驱动2个同步积分器,而在电阻(Rcx1+W0)和Rcx2值相同时,电容Cx1和(Cx2+Cx)则决定2个被驱动的积分器的积分电压幅度,即积分器的积分电压幅度差别反映了电容Cx1和(Cx2+Cx)的相对容量差。CAV414具有很高的共模抑制比和分辩率。它的差分信号端可由低通滤波器来进行处理和限定,而低通滤波器的角频率和增益也由几个外接元器件来调节,输出信号幅度也可由内部放大器进行预放大,放大倍数可由RL1/RL2及R1/R2确定。

用CAV414来测量电容,其电路如图2所示,图2中,Cx为电容传感器,其值很小,应用中可将电容传感器置在大气中,调节电位器W1,使(Rcx1+W0)和Rcx2在电容Cx1和(Cx2+Cx)的初始值时使Vout输出0电压。那么,当电容传感器在气油界面、油水界面位置变化导致电容器的电容Cx变化情况,使输出电压Vout发生变化。其从小到大变化规律是: