16、电容式液位检测仪-研究生

第十届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛华南农业大学校内选拔赛报名表申报者情况姓 名文韬性别男出生年月1983.10所在学院工程学院现学历硕士研究生专 业农电年级研一学制3年入学时间2006.9作品全称电容式液位检测仪作品类别科技发明制作作品所属领域G机械与控制住 址六一区研究生宿舍8栋222室宿舍电话手机号码02085998199电子信箱合作者情况姓 名性别年龄最高学历所在单位李加念男23硕士研究生华南农业大学工程学院姜焰鸣男23硕士研究生华南农业大学工程学院卢永锋男26硕士研究生华南农业大学工程学院张文昭女36硕士研究生华南农业大学工程学院作品的目的和基本思路液位检测在许多控制领域已较为普遍，各种类型的液位检测装置也不少，但都是基于固定液箱液位检测而设计。市面上也有现成的液位计,但有些液位计还存在以下缺陷: 1)输出为模拟量电流或电压，有些为机械指针显示，不能用于远程监视；2)系统普遍适用于静止液面测量，对于行走式的波动液面测量不准；3)一般液位仪在使用一定时间后，由于传感器和电子元件性能变化都会引起精度下降，多数没有自校正功能。为此，设计一种具有远距离监视、用户自校正、能消除液面波动等功能的、智能化程度较高的液位仪。采用单片机作为控制核心，以圆柱形电容探头为液位检测传感器，根据电容频率转换原理将电容变化转换为频率变化，利用单片机检测频率，找出频率和液位之间的关系，并对其进行标定。作品的科学性、先进性及独特之处（设计、发明写出其技术关键和主要技术指标）本装置由柱形电容液位检测传感器、AVR单片机Atmega8芯片、RS232接口、数字温度传感器DS18B20、555振荡器、报警、按键和显示等组成。圆柱形电容传感器，由内圆柱、外圆柱和上下缓冲器组成。缓冲器具有减小液位波动的作用，当液位缓慢变化时通过缓冲器小孔使内部液位随之变化，但当液位波动时，则能减小液位波动的影响。内筒与外筒的内外壁都涂上绝缘油漆，减小液体的导电性和腐蚀性。利用555振荡电路实现了电容到频率的转换。由于水的相对介电常数随温度变化比较明显，采用温度传感器检测液体的温度，并通过温度补偿进行校正。通过单片机的E2PROM，将一些重要参数进行保存，防止掉电引起的数据丢失。由实验测试可知，本液位检测装置性能稳定，检测可靠，测量精度达到1cm, 分辨率为0.1cm。作品的实际应用价值和现实意义 本装置适合于运动和静止液箱的智能液位检测，为准确控制提供反馈信息，从而避免因波动引起的数据测量不准带来的负面效应。能广泛用于液位检测的机构，例如应用在农药喷雾中的药液箱，汽车油箱等。文章摘要（技术、发明写出作品的技术特点和优势，提供该作品的适用范围及推广前景的技术性说明）本装置的创新之处是提出一种适合于波动液面液位检测的智能液位仪。本装置还具有以下特点:结构简单，操作方便，只需将其插入所测液体中即可显示液位高度，也可固定于某种机构液位箱中，对液位进行检测。带有温度补偿、用户自校正功能，以减少环境以及元器件性能变化而引起的误差。提供了RS232接口，便于上位机与下位机通讯，实时操作性更强。具备人机交互界面，通过不同的按键的切换可实现对不同介质液体的检测，还可通过按键设置液位的预警上下限,当所测液体超过上下限时立即报警。本装置可应用于医药，化工，农业等需要精确检测液位的领域，例如：车载式喷雾机药液箱液位检测，洒水车中水箱检测等。利用本装置设计方法也可根据其它液位检测的场合设计不同高度和不同液体的类似装置。本装置不但能满足静止和波动液位精确检测，而且成本较低，易于推广，具有良好的应用前景。作品在何时、何地、何种机构举行的会议上或报刊上发表及所获奖励（技术、发明写出专利情况）推荐教师意见填写说明：1.“作品类别”分为：自然科学类论文、哲学社会科学