[其他]測(cè)量容器內(nèi)液面標(biāo)高的容性測(cè)量裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 86105575
• 申請(qǐng)日: 1986-07-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN86105575A
• 公開(kāi)（公告）日: 1988-02-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 岡特·凱克
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 維加·格里沙伯公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01F23/22
• 分類(lèi)號(hào): G01F23/22
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理有限公司
• 代理人: 董江雄,吳增勇

本發(fā)明涉及一種用于測(cè)量裝有強(qiáng)粘附力介質(zhì)流體的容器內(nèi)液面標(biāo)高的容性測(cè)量裝置，該裝置包括一個(gè)參考電極和一個(gè)測(cè)量探頭一后者被供有一個(gè)視情況而定的高頻測(cè)量電壓源的測(cè)量電極或測(cè)量電流源的測(cè)量電極，測(cè)量和參考兩電極之間的電容量是依據(jù)介質(zhì)流體的液面而變化的，因而可檢測(cè)由這種電容量變化所引起的流過(guò)測(cè)量電極的電流的變化。

介質(zhì)，一方面是導(dǎo)電的，并由于粘性而附著在探頭表面，另一方面，影響著基于電容作用的限定液面標(biāo)高的指示器的工作方式。對(duì)一個(gè)已同相應(yīng)介質(zhì)接觸過(guò)的探頭來(lái)說(shuō)，即使在介質(zhì)液面標(biāo)高降到探頭以下后，也會(huì)在其上留下一層導(dǎo)電層（參考電極的基本部分所通過(guò)的導(dǎo)電層）。由于與介質(zhì)流體導(dǎo)電性、探頭的大小和導(dǎo)電層厚度有關(guān)，這部分電流可能變得比流過(guò)由測(cè)量電極和參考電極構(gòu)成的電容器的那部分電流還大，以致對(duì)應(yīng)于液面標(biāo)高部分的變化不能再被檢測(cè)或只能以很大的代價(jià)來(lái)檢測(cè)。液面標(biāo)高傳感器就不再適于測(cè)定由此情況所限定的液面標(biāo)高了。

使用一個(gè)對(duì)應(yīng)于最高可能頻率的測(cè)量電壓或測(cè)量電流可構(gòu)成這樣一種可能性-減小同導(dǎo)電附著層有關(guān)的種種困難的可能性。在甚高頻率下，流過(guò)導(dǎo)電附著層的歐姆律電阻的這部分電流和流過(guò)測(cè)量電極到參考電極的那部分電流一樣是急劇下降的。但頻率不能任意增高。這種頻率的極限一方面是通過(guò)易處置的電子結(jié)構(gòu)元件或適于達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益的結(jié)構(gòu)元件來(lái)給定，另一方面是由在甚高頻率下沿測(cè)量電極的電流分布的結(jié)果（這時(shí)，電流波節(jié)以波長(zhǎng)距離而形成）來(lái)給定的。

本發(fā)明是基于這個(gè)問(wèn)題，即為以這樣的方式改進(jìn)本文開(kāi)頭所描述的裝置，以致對(duì)液面標(biāo)高的容性檢測(cè)，特別是對(duì)導(dǎo)電的富有粘性的介質(zhì)流體的液面標(biāo)高極限，人們也能在甚高頻下毫無(wú)困難地對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。

按照本發(fā)明，該問(wèn)題是通過(guò)以下方法解決的：除了將測(cè)量電極連到測(cè)量電壓或測(cè)量電流源的一個(gè)極（視情況而定）之外，還提供一個(gè)屏蔽電極，在該電極的上面擴(kuò)散有一層擴(kuò)散在測(cè)量電極和參考電極之間的介質(zhì)的附著層，而且該電極，視情況而定，被連到測(cè)量電壓源或測(cè)量電流源的第二極;并通過(guò)測(cè)量變換器在第二極和參考電極之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。本發(fā)明的原理在于從測(cè)量裝置中的被檢測(cè)電流中排除從測(cè)量電極流過(guò)導(dǎo)電附著層的電流。因此，不應(yīng)被排除的通過(guò)導(dǎo)電附著層的電流是不會(huì)被液面標(biāo)高控制所檢測(cè)的。測(cè)量電極依賴(lài)視情況而定的測(cè)量電壓源或測(cè)量電流源的一個(gè)極的高電位。為此，大部分電抗電流流過(guò)測(cè)量電極到達(dá)參考電極。與附著層厚度、容器內(nèi)介質(zhì)的導(dǎo)電率以及屏蔽電極的長(zhǎng)度有關(guān)的那部分流向屏蔽電極的電流也可能是大的，但這部分電流并不到達(dá)測(cè)量變換器。由于屏蔽電極具有跟（視情況而定）測(cè)量電壓源或測(cè)量電流源的第二極幾乎相同的電位，因此，從屏蔽電極流到參考電極，又經(jīng)測(cè)量變換器返回的電流同基于測(cè)量電極和參考電極間電容量的電流相比是很小的。這就是之所以由流經(jīng)屏蔽電極到參考電極的電流對(duì)測(cè)量所產(chǎn)生的影響會(huì)如此之小，以致它的不足以成為影響精度的要素的原因。這樣，呈現(xiàn)強(qiáng)粘性的導(dǎo)電介質(zhì)的液面標(biāo)高可借助上述結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的裝置而被準(zhǔn)確地測(cè)定。又不必隨著頻率的提高而付出昂貴代價(jià)。所以能經(jīng)濟(jì)地制造該裝置。

在一個(gè)有利的實(shí)施例中，容器壁即是參考電極。利用導(dǎo)電的容器壁作為一個(gè)參考電極時(shí)就產(chǎn)生一個(gè)大的電容量，由于不同液面標(biāo)高而引起電容量的變化相當(dāng)大，這一電容變化又導(dǎo)致相應(yīng)地大電流變化，而我們可容易地測(cè)定這種電流變化。對(duì)于流過(guò)導(dǎo)電附著層的電流來(lái)說(shuō)，測(cè)量探頭的長(zhǎng)度是重要的。通過(guò)屏蔽電極和上述的電路連接，可使流過(guò)附著層的電流對(duì)測(cè)量的影響是如此地急劇減小，以致連能在附著層中產(chǎn)生大電流的短探頭也可被使用。

最好，將測(cè)量電極和屏蔽電極涂敷一層電的絕緣層。所述裝置特別適用于監(jiān)控具有導(dǎo)電率很高的介質(zhì)流體的液面標(biāo)高。此外，該裝置顯著地減小了從測(cè)量電極通過(guò)導(dǎo)電附著層流到參考電極的電流。所述電流（強(qiáng)度）不僅取決于導(dǎo)電附著層的歐姆律電阻，而且取決于測(cè)量電極和導(dǎo)電附著層之間的電容量。

在一個(gè)有利的實(shí)施例中，測(cè)量電極被置于伸入容器內(nèi)部的屏蔽電極的端部附近，而且與此相比，測(cè)量電極較短。借助所述裝置可準(zhǔn)確地監(jiān)控各限定的液面標(biāo)高。每個(gè)限定的液面標(biāo)高是由屏蔽電極的高度確定的。

在另一個(gè)有利的實(shí)施例中，測(cè)量和屏蔽電極被加工成具有同一直徑的中空?qǐng)A筒，而由測(cè)量和屏蔽電極組成的圓柱形測(cè)量探頭，其屏蔽電極的一端被用螺紋擰入容器壁。所述裝置在結(jié)構(gòu)上顯示了一種簡(jiǎn)單的構(gòu)成。因此，可經(jīng)濟(jì)地制造該探頭。