專利名稱:液位傳感器系統的制作方法
本發明涉及液位傳感系統，特別是感受和測量容器中液體和帶液體殘渣的高度的系統。
本發明特別適合于用在核反應堆的廢料脫水的裝置中，這些廢料諸如離子交換樹脂，過濾介質和殘渣，都有低度的放射性，必須在埋入前在容器中(稱作核廢料容器)除去游離水，液位傳感系統也可用于需要測量液位和/或帶液體的殘渣的其它應用中。
測量在襯砌容器中的游離水的量以保證政府規定的要求得到滿足是需要的。因為襯砌容器中材料是放射性的，當然希望裝在容器中的液位傳感器組合造價足夠低，從而可與裝滿的襯砌容器一起丟棄于埋藏地。另一方法是不用液位傳感器，而讓脫水過程繼續一個很長的時間以保證水已從襯砌容器中的廢料中滲出。需要這樣長時間的過程增加了核廢料處理的成本，更不用說對人的不必要的放射性照射及因襯砌容器中存在足夠的水而使容器損壞從而增加了放射性廢料釋放到環境中去的危險性。
脫水的控制系統也要求液位測量的精度及分辨率要高，這就使提供一個低價的，可棄去的傳感系統遇到更嚴重的問題。液位傳感應用在除核廢料脫水之外的其它過程中還需要測量精度。
另一個問題是需要測量液漿或懸浮液的液面，而不論其中固體材料的密度如何。進一步的問題是提供一個傳感系統，它不占大量的空間。這個問題的解決在核廢料處理中特別重要，因為埋藏處理的價格是由裝核廢料的襯砌容器或其它埋藏裝置的體積決定的。
因此，本發明的主要目的是提供一個改進的傳感器系統來測量液位和/或帶液體殘渣的高度，它可以低造價實現，有必要的精度并在運行中有足夠的分辨率。
本發明另一個目的是提供一個改進了的液位傳感探測器，它可以低造價實現，從而可以與要測量液位的物質例如核廢料一起丟棄掉。
本發明一個進一步的目的是提供一個改進的傳感器系統以測量液體和/或帶液體殘渣的高度，它能測量容器中的液位高度，而與其中的帶液體殘渣的高度無關。
本發明更進一步的一個目的是提供改進的液位傳感器系統，它用電容性探測器進行工作，并提供測量精度和分辨率而不受系統被擾動的影響，例如不受探測器的雜散電容的影響。
本發明再一個目的是提供改進的液位傳感器系統以測量和探測液體和/或帶液體殘渣的高度，其中上述的問題都已避免。
簡單地說，本發明提供了傳感器，它有一個與容器中物質高度相應的輸出電容。容器和其中的物質是導電的，探測器有一個部件，它縱向地伸入容器中并且支撐一個與容器物質絕緣的導電元件。導電元件成為一個電容器的一塊板，支承作為另一個電容器的一塊板的導電元件的另一個部件可以用來提供一個探測器組合，用以不受容器中殘渣物質的影響而獨立測量液體物質的高度。安置這些部件使得在它們之間限定一個封閉空間，其中只有一個流動控制元件(例如在空間底部的一個屏網)。在空間頂部有一個排氣孔，使其中的空氣可以被排除。液體通過屏網進入該空間，探測器之一的輸出電容相應于空間中的液面高度，而另一探測器的輸出電容相應于殘渣的高度。液體和殘渣的高度差可以被探測并用以控制容器的裝填，例如保持液體比廢棄的離子交換樹脂珠粒的表面高，這樣有利于它們下沉形成致密排列以宜于脫水。
該系統把一個或多個探測器提供的輸出電容轉換成數字輸出，其值相應于輸出電容并與一參考電容有關。一個計數器用來提供數字輸出。產生一個相應于一個記錄在計數器中的予定計數和容器中物質的一個予定高度的參考電壓。產生一個相應于輸出電容值的輸出電壓。當輸出電壓被產生時，所記數被存入計數器中。當相應于輸出電容值的輸出電壓等于參考電壓時，在計數器上得到與輸出電容和容器中物質高度相應的數字輸出。計數可以被阻塞到與系統中雜散電容相應的輸出電壓達到參考電壓時為止。參考電壓是通過在測量循環的一個初始階段向參考電容器充電得到的。探測器的輸出電容和雜散電容的充電在循環的測量階段開始，參考電容器在參考階段結束時放電，輸出電容和雜散電容則在測量階段的結尾放電。
通過閱讀下面的說明及附圖可以使關于本發明前面說過的及其他的目的、特征和優點以及較佳實施例更為清楚。在附圖中圖1是實施本發明的雙液位探測器的正視圖。
圖2是裝有圖1所示液位探測器和為廢棄的離子交換樹脂脫水的其它裝置的核廢料容器的部分剖面正視圖，廢棄的離子交換樹脂裝在該容器中。
圖3是實施本發明的傳感器系統的示意圖。
圖4是表示在圖3所示系統的幾個不同點的電壓波形隨時間變化的圖。
首先看圖1，這是一個可棄去的液位傳感探測器(10)，在圖2中它被裝在一個核廢料襯砌容器(12)中，探測器縱向伸入容器，從而能從容器的錐形底面(14)一直測到其頂部(16)。該探測器(10)有兩個在一個組合中的液位傳感器(18)及(20)。傳感器(20)在傳感器18內，它們之間有空間(22)。流動控制裝置呈屏網(24)的形式，它允許水流入空間(22)而擋住固體物質。流入空間(22)的水所排出的空氣從排氣孔(63)排出。內傳感器(20)測量水位而外傳感器18則測量殘渣的高度。
在脫水過程中，襯砌容器(12)(圖2)中裝有殘渣，例如，廢棄的離子交換樹脂珠粒和水。殘渣從裝填管(26)進入，堆在屏網及多孔支承(28)上，后者可以是一個放在錐形底部(14)上的一個錐形部件。排水管(30)和液位探測器(10)裝在一個翻轉的支撐盤(32)上，該盤位于多孔支承(28)和錐形底部14上。排水管中心在錐形底部(14)的頂點處，并有多個開口(34)，在錐形底部14的頂點處的集水區中的水能通過開口(34)流入排水管。這些水通過屏網和多孔支承(28)，而固體物質(樹脂珠粒)則不能通過。水通過經適當的軟管連到泵上的排水管(30)排出。
樹脂珠粒最好能沉在水下。因此，在初次裝填襯砌容器后，將水從排水管(30)中抽出，直到液位探測器顯示固體物質表面高于液面為止。隨后通過裝填管(26)裝入帶水/殘渣，直到水面超過了樹脂珠粒的表面，在初次裝填及隨后的每一次裝填中，容器總是裝到液位探測器指示裝滿的程度。為此目的，由端子36提供了一個高位傳感器，該端子在容器裝填到予定高度時與殘渣接觸。
這種充排過程多次重復直到排水也不再使高位傳感器脫離接觸為止。因為樹脂珠粒能沉在水下，它們能盡可能緊密地擠在一起，這也是最有效地使用襯砌容器體積的條件。這個條件也使垂直相鄰的樹脂珠粒間達到三點接觸。這種接觸使水到襯砌容器底部(14)的流動路徑最大。
一個通氣管接在襯砌容器(12)的頂部(16)上的一個管接頭(38)上。抽水泵(最好是正排量泵)不斷從襯砌容器底部(14)的集水區中把水抽走，泵抽水一中斷，就讓水滲5到15分鐘，然后又啟動水泵把集水區中的水抽走。然后啟動一個鼓風機，最好它能每分鐘傳送不少于300立方英尺的空氣，并能在襯砌容器兩頭產生10英寸水銀柱高的壓強。這樣從物質層(樹脂珠粒)的頂部通過物質層到集水區，再往回通過排水管(30)回到鼓風機產生了一個氣流。襯砌容器上部到物質層的頂部的空間中保持接近大氣壓的壓強。這樣避免了在這一區域中的物質受力過大。由于空氣流動，錐形底部14處集水區的壓強降低了。
空氣流通過物質層，特別是通過樹脂珠粒的間隙，把水從珠粒接觸點的區域向下推到集水區，在那里水被高速空氣霧化，通過排水管(30)上的孔(34)排出。如果沒有氣流，水僅由重力作用向下運動，但這種運動受到水的粘滯性和表面張力的阻力，從而需要幾天才能達到一個平衡態，這個平衡態的含水量比用氣流幾小時達到的狀態含水量還要多。水可以通過外部裝置，例如一個旋流分離器來與空氣分離。從分離器排出的空氣可以再回到鼓風機。當空氣回到鼓風通氣孔管接頭(38)時，絕大部分水已被分離出去，并且由于鼓風機中的壓縮作用而得到熱量。熱風也有利于脫水，因為它能帶有更多水分，能降低水的粘滯性并使在物質層上部的物質干燥而把濕氣帶到物質層下部較冷的區域，在那里水分被冷空氣繼續推向下部到達集水區。上述過程在本發明者同時遞交的編號為第 號的申請中更為詳細地描述過了。
從重復充排循環開始通過氣流的脫水循環進行的脫水過程使空氣中的物質能在大約4小時內被脫水。這樣，在集水區就沒有能被測到的水，在裝有廢棄物質的襯砌容器12被埋到埋藏地之前，水的含量已低于規定的要求。這個液位探測器是可以隨意處理的。它與襯砌容器一起被埋掉。因此它能用于在脫水之后直到埋藏之前的任何時間來監測并確保游離水量規定的限制得到了滿足。
再回到圖1，內傳感器(20)有一個縱向地從頂部通到底部的部件。這個部件最好是一根由導電材料做成的管子(40)。它也可以用一根實心圓柱棒來代替。管子比較好。這根管子提供了一個縱向伸入容器內的圓柱導電表面，在管40的外表面敷有一絕緣層(42)，除了在(40)的頂部裝有接線(44)的地方外，(42)復蓋了(40)的全部導電表面。(44)通過復有絕緣外皮(48)的導電網管(46)(電磁屏蔽)板作成電纜形。屏蔽板(46)通過導線(50)連到裝有電接頭(54)的板(52)上接地，板(52)可以是襯砌容器12的頂部(16)(圖2)。
絕緣層(42)的內表面蓋在管40的導電表面上，這一層最好是一層聚氯乙烯(PVC)外皮，冷縮緊配合在管40的外表面上，也可以使用其它合適的材料，例如尼龍，聚烯烴或聚丙烯。作為絕緣層(42)的聚乙烯外皮在底部也封起來以包住管40的底部，外傳感器有一絕緣材料構成的圓柱形管(56)，例如塑料，聚氯乙烯丙烯酸或硬聚乙烯都可用作絕緣材料。一層導電材料，最好是銅做成的箔，包在絕緣管(56)外表面的一部分上。箔(58)提供了一個導電元件，它與內傳感器(20)的導電圓柱(40)的長度一樣。導電元件(58)的底部與導電管(40)的底部幾乎在一個水平面上。包在管(56)外表面上的箔(58)的面積最好在數學上等于內傳感器管(40)的導電表面的面積。箔導電元件(58)被一層絕緣層(60)所復蓋，這一層最好用另一聚氯乙烯外皮冷縮緊配合在圓柱形管(56)上。圓柱形管底部由流動控制屏網(24)封閉。被水從空間(22)中排出的空氣的出口是(63)。
導線(61)一頭連在導電箔(58)的延伸部位上，它通過屏蔽網套(46)和絕緣外皮(48)連到接頭(54)。
內傳感器(20)和外傳感器(18)由一管形聯接器(62)接在一起。管形聯接器(62)有一向內的凸緣形成一個環(64)，凸緣(64)上有一排氣孔(63)。盤(66)膠在內傳感器(20)接近頂部處，并支承在凸緣(64)上。管狀帽(68)插在聯接部件(62)中，并延伸到盤(66)的上部，從而將盤(66)夾在帽(68)圓柱部分的底部和凸緣(64)之間。帽上有幾個洞，用以安裝螺絲或其它緊固件以便把組合的液位傳感探測器裝在例如核廢料襯砌容器(12)的蓋板(16)上。導電端子(36)做成鉚釘形式，用來探測容器(12)是否裝到了予定高度，導電鉚釘穿過帽(68)的圓柱部分和管形聯接器(62)，鉚釘有一導電環(73)，導線(72)與其相連，并通過屏蔽網套(46)和絕緣外皮(48)(和其他導線(42)、(61)一起)連到接頭(54)上。
管形聯接器(62)，圓盤(66)和帽(68)的鄰接表面以及聯接圓筒(62)與外傳感器(18)的絕緣PVC外皮(60)的鄰接表面可以粘接在一起。在最后組裝之前，箔元件(58)的延伸部位與導線(61)相連處的組合的內空腔可以用例如環氧樹脂封裝化合物這類絕緣材料(未示出)填充，該空腔由帽(68)的內表面和盤(66)的上表面所界定。封裝化合物可通過帽(68)上的一個洞注入。護孔環(70)保護帶有接到接頭(54)的導線(44)、(61)和(72)的電纜。
內傳感器的管子(40)的導電表面組成了一個電容器的一塊板，電容器的介質是絕緣層(42)。電容器的第二塊板是在絕緣層(42)外表面和外傳感器(18)的絕緣管(56)內表面之間的空間22中的水。這是一個環形空間，其徑向寬度為1到1.5英寸比較合適。內圓柱20和外圓柱18是共軸線的，徑向距離是垂直于它們共同的軸線測量的。
導電元件(58)組成了第二個電容器的一塊板，絕緣層(60)是第二個電容器的介質。層(60)外的帶水殘渣形成第二個電容器的第二塊板。這些電容器的電容對內傳感器(20)記作CX1，對外傳感器(18)記作CX2。
就內傳感器(20)而言，在空間(22)中空氣的低介電常數和外傳感器絕緣管(56)的大的厚度造成隨外傳感器外的濕的固體物質而變化的很小的電容梯度。當在空間22中存在水時，電容梯度比沒有水時要大好幾個量級。導電的水和接地的容器壁提供了電容器的第二塊板。電容是該空間中水位的函數。這樣，傳感器就有了連續測量的能力。外傳感器(18)的結構對內傳感器(20)的影響非常小。
另一方面，固體物質的表面也可以用另一傳感器來測量(代替帶有銅箔板(58)的外傳感器(18))，它與內傳感器(20)完全一樣，并處于絕緣體(56)之外，內傳感器處于與固體隔斷而僅響應水位的狀態。這里所述的同軸結構在利用空間方面更有效并且使用了屏蔽管(56)，它對使兩傳感器之一能夠僅測水位是必要的。
因為外傳感器的導電元件(58)和內傳感器(20)的管子(40)的導電外表面有相同(數學上相等)的面積，內傳感器或水位傳感器的電容與外傳感器或濕的固體(例如樹脂珠粒表面高度)傳感器的電容當兩個表面一樣高時是差不多的。但是在脫水過程中，水從襯砌容器(12)中排出，當水位低于含固體物質表面時，兩個傳感器的電容就不一樣了。
當含固體物質達到高位點時，端子(36)將與它們有導電接觸。這個接觸用作高位指示。當然，這些液位傳感探測器自身可以用來決定何時達到高位。端子(36)提供了一個測量高位條件的替代(另一種)方法，它的引線還給出了相應于系統中雜散電容的輸出。這個雜散電容記為Cs。
電容向數字輸出的轉換是用圖3所示的系統的電氣部分得到的。這些數字輸出相應于這些電容(CX1，CX2和Cs)的值，它們也分別相應于容器中水位、含固體物質的表面高度及雜散電纜電容。
電容器Cx1，Cx2和Cs及一個參考電容Cr由一共同的電壓為Vp的電源通過同樣阻值的電阻Rx充電，這些電容上得到的電壓相應于電容和充電時間。參考電容在每一測量循環的參考階段被充電，而由輸出電容Cx1，Cx2和Cs代表的測量電容在測量過程的轉換或比較階段被充電(見圖4)。測量循環連續地重復，液位測量值經每一循環不斷更新。循環由計數器(80)控制(也記作計數器A)，它計數從時鐘振蕩器(82)來的時鐘脈沖。比較適宜的計數器是除1000的計數器，它從0計數到999，然后重新循環。時鐘脈沖采用50千赫頻率比較合適。計數器有一時鐘輸入(CLK)，一個溢出輸出(OF)和一個阻塞輸入(1NH)，當后者的輸入在高電平時就制止計數。計數器產生一個二進位編碼的十進位數輸出(BCD)到鎖存器(84)，它在選通鎖存電平(LE)作用在其上時就保存這個BCD信號。鎖存在鎖存器(84)中的BCD信號在解碼器(86)中被解碼，然后送到顯示器(88)，顯示器可以是通常的多段發光二極管(LED)顯示器。正是這一顯示被每一測量循環更新。
圖4中示為“Cr”的第一個波形指出參考電容器Cr兩端的電壓隨著參考階段電容器Cr被充電而增加。與此同時計數器從零計數到999。當計數達到999時，輸出溢出脈沖。象通常一樣，這一脈沖在溢出脈沖過程中(時鐘振蕩器的一個時鐘脈沖(半個循環))驅動一個有輸入輸出放大器A1，A2和一個保持電容C1的取樣和保持電路(90)。取樣脈沖被取出并提供了一個參考電壓Vrh。溢出脈沖還啟動一個邏輯裝置，它是一個D型雙穩態振蕩器“STATE”(92)。標為“STATE”的雙穩態振蕩器(92)的Q輸出端電平在溢出脈沖降落時升高。升高的STATE電平操作一個模擬開關(ANSWTCH)，該開關移去測量電容器Cx1，Cx2和Cs的接地而把參考電容Cr接地，隨之參考電容器就放電，而測量電容器被充電。計數器記下測量電容器充電時的計數。
因為Cx1，Cx2，Cs和Cr從同一電源即Vp充電，而且參考與比較循環以同一個時鐘振蕩器(82)作基準，Vp或時鐘頻率的標稱漂移事實上對測量精度沒有影響。最重大的測量誤差來自取樣和保持放大器(90)、存儲電容器C1((90)的一部分)和放大器A1及A的輸入阻抗。這些元件經過挑選以減少輸入間的負載差別。例如，選擇放大器A具有高輸入阻抗和低失調電壓，選擇電容器C1具有低的漏電流、低的電介吸收，可能來自取樣和保持線路(90)及電容器C1的誤差進一步被時鐘的50千赫的高循環頻率減至最小。
從這些電容器來的輸出電壓通過高輸入阻抗放大器加到比較器CMPX1，CMPX2，CMPs上。輸出電壓VX1，VX2及Vs作用于比較器。當VX1等于Vrh時，比較器提供一個輸出到一個沖息多諧振蕩器Os1的時鐘輸入端。這個沖息多諧振蕩器輸出一個持續一微秒的脈沖到鎖存器(84)的選通輸入端。計數器的記數隨之被鎖存并顯示。雜散電容的效應利用從比較器CMPs的輸出來減小。當相應于雜散電容的電壓Vs等于參考電壓Vrh時，比較器CMPs提供一個輸出。這個輸出僅在測量階段使用。然后使與門(93)能在“STATE”雙穩態振蕩器的STATE輸出在高電平時把CMPs的輸出傳送出去，只有這時計數器(80)才能在比較階段記數，這樣由于包含在CX1電容中的雜散電容引起的計數就被減去了。
利用另一個表示為FLFF或“裝滿”雙穩振蕩器的D雙穩振蕩器用來指示高位點。在高位條件下，電容器Cs被襯砌容器12中的水短路接地，Vs將保持為零。NOTSTATE電平的前沿發生在參考階段的開始，就在Cs正常充電之前。如果隨后Cs沒有被充到Vrh，比較器CMPs輸出到FLFF的D輸入端將是高電平，FLFF就在NOTSTATE信號的上升階段被置位，“裝滿”報警(FLALM)(94)就被啟動了。這個“裝滿”報警器(94)可用來關閉向容器(12)裝帶水殘渣的泵。
該系統還有一個使用外傳感器電容CX2的第二通道，這第二個通道有一類似于計數器(80)的計數器(96)(記作B)，還有與水位傳感器通道中的鎖存器(84)、解碼器(86)和顯示器(88)，鎖存器(98)解碼器(100)和顯示器(102)。計數器(96)和計數器(80)一樣將從時鐘振蕩器(82)來的同樣的時鐘脈沖計數。當外液位傳感器電容CX2的輸出電壓VX2等于參考電壓Vrh時，比較器CMPX2輸出高電平，啟動另一個沖息多諧振蕩器Os2。Os2與Os1一樣也產生一個脈沖，啟動鎖存器(98)鎖存計數器(96)的輸出BCD。計數器(96)也由雜散電容通道阻塞，這樣就減去了計數器(96)中記數所含的雜散電纜電容的效應。
當兩個比較器CMPX1和CMPX2均處在高電平時，另一個與門(104)被啟通。與門(104)輸出的前沿啟動一個沖息多諧振蕩器O33，它能產生一個比選通鎖存沖息多諧振蕩器Os1 Os2而產生的輸出寬一些的輸出。這個較寬脈沖的后沿用作主復位脈沖，作用到計數器(80)和(96)將計數器復位，還用以使STATE雙穩態振蕩器(92)復位。當復位發生時，另一測量循環開始其參考階段。
從圖4所示波形可很明顯地看出系統的運行情況。它們表示的是水位比含固體物質(樹脂/水)表面低的情況。雜散電容Cs比任何其它電容為小，因此第一個達到參考電壓Vrh。在雜散電容器充電到參考電位后，計數器(80)和(96)就可以計數了。因為水面較低，Cx1就較小，它在樹脂/水表面高度(外傳感器)電容器CX2之前達到參考電位。比較器CMPX1的輸出比CMPX2的輸出先上升。選通鎖存脈沖是與比較器輸出脈沖的前沿同時產生的。在水位通道、液位計數器(80)(A)中寄存的計數就先被鎖存，而在樹脂/水表面高度通道液位計數器(96)(B)中寄存的計數隨后被鎖存。當兩個比較器CMPX1和CMPX2都有高電平輸出時，門電路(104)啟動Os3。在Os3輸出脈沖的后沿產生主復位脈沖。
為了自動開關通過排水管(30)(圖2)抽水的泵并自動裝填殘渣，水面低于樹脂/水殘渣的表面的差值，如果有的話，可以用另一計數器(106)得到。這個計數器也可是除1000的計數器，并記錄從時鐘振蕩器(82)來的時鐘脈沖。計數器(106)在比較階段結束時復位且當水位傳感器輸出高電平時開始計數。這僅當水位比在外傳感器(18)的樹脂/水表面低時才會明顯地在主復位脈沖前一段時間發生，因為這時內傳感器(20)的電容CX1較小，從而如圖4所示充電較快。由于放大器(110)的延遲，鎖存器(108)在計數器(106)復位稍前一點被選通。解碼器(112)得到一個計數，它相應于一個高于含固體物質(樹脂/水)表面的予定的水面高度并隨后輸出一個控制脈沖到泵控制器(114)。這個泵控制器就停止排水泵，也可以用來啟動裝料泵，假如裝料泵不在工作的話。
從上面的描述可以明確地看到本發明提供了一個改進的液位傳感系統，它特別適用于廢棄的核廢料的脫水。給出了一個較佳實施方案，應該理解，在本發明的范圍內的修正和變動無疑對在本領域中技術熟練的人員是明顯的，因此以上描述應僅當作一種說明而不是一種限制。
權利要求
1.容器中可流動物質水平面高度的傳感裝置，其特征在于所述裝置有一個有著頂和底部并在其間縱向延伸的第一部件以及一個有著內和外表面的絕緣層；所述部件在所述容器內縱向延伸，所述部件有著一個沿所述部件縱向延伸的導電表面，絕緣層的所述內表面圍繞著所述導電表面配置在所述部件上，所述絕緣層把所述導電表面與在所述容器中的物質隔離開來；所述導電表面和所述絕緣層確定了一個第一電容器，它的電容量取決于在所述容器中物質的水平面高度。
2.根據權利要求
1的裝置，其特征在于所述部件是圓柱形的，并且是由導電材料所構成的，所述導電表面是所述圓柱形部件的外表面，而所述絕緣層是配置在整個所述外表面上的。
3.根據權利要求
1的裝置，其特征在于所述部件是一圓柱形管，所述表面是所述管的外表面，而所述絕緣層是一個冷縮緊固在所述管整個導電表面上的塑料套筒，所述套筒跨過所述管的底部封接，把所述管的內部密封起來。
4.根據權利要求
1的裝置，其特征在于所述導電表面是由一個在所述外表面上的導電元件所提供的。
5.根據權利要求
4的裝置，其特征在于所述導電元件是一依照所述外表面形狀包裹在它上面的金屬箔。
6.根據權利要求
1的裝置，其特征在于所述裝置有一個有著頂和底部并在其間縱向延伸的第二部件，所述第二部件縱向延伸入所述容器，所述第二部件在相反的兩側都有著縱向延伸的表面，所述第一和第二部件在所述第二部件所述表面中的一個表面與所述第一部件所述絕緣層的所述外表面之間確定了一個縱向延伸的空間;所述裝置還有一個控制流體從所述容器進入所述空間的裝置、一個導電元件和另一個絕緣層;所述導電元件縱向延伸地配置在所述第二部件上并與之絕緣，所述另一絕緣層環繞著所述導電元件配置在所述第二部件上，所述導電元件和所述另一絕緣層確定了一個第二電容器，它的電容量取決于所述容器中物質的水平面高度，所述物質沿著與所述部件的兩個所述表面中的所述一個表面相反一側的表面堆積的。
7.一種液位傳感器系統，其特征在于具有提供一個輸出電容的探測器裝置，所述輸出電容按照放置在附近的物質的水平面高度而變化;把所述輸出電容轉換成一個有著與之相應值數字輸出的裝置，該裝置包括一個提供所述數字輸出的計數器;產生一參考電壓的裝置，所述參考電壓相應于寄存在所述計數器中的一個預定計數，并相應于一個預定的物質水平面高度;產生一個相應于所述輸出電容值的輸出電壓的裝置;在所述輸出電壓產生期間寄存所述計數器計數的裝置;以及從所述計數器獲得所述數字輸出的裝置;所述數字輸出相應于直到所述輸出電壓等于所述參考電壓為止寄存在計數器中的計數，因為直至所述輸出電壓等于所述參考電壓為止寄存在所述計數器中的計數與所述預定的計數有關，從而所述數字輸出與所述物質水平面高度有關。
8.一種根據權利要求
7的液位傳感器系統，其特征在于有提供一個相應于包括在所述輸出電容內的雜散電容分量的電容的裝置，產生一個相應于所述雜散電容的輸出電壓裝置;以及在相應于所述雜散電容的所述輸出電壓等于所述參考電壓前阻止在所述計數器中寄存計數的裝置。
9.一種根據權利要求
7的液位傳感器系統，其特征還在于有一個第二計數器;所述探測器裝置具有提供一個第二輸出電容的裝置;所述第二輸出電容相應于在探測器附近的物質水平面高度;產生一個相應于所述第二輸出電容值的第二輸出電壓裝置，在所述第二輸出電壓產生期間，在所述第二計數器中寄存計數的裝置，以及獲得一個相應于寄存在所述第二計數器中的計數的第二數字輸出裝置，直至所述第二輸出電壓等于所述參考電壓為止，所述計數寄存在所述第二計數器中。
10.一種根據權利要求
9的液位傳感器系統，其特征還在于具有一個第二計數器，所述探測器裝置具有提供一個第二輸出電容的裝置，所述第二輸出電容相應于在探測器附近的物質水平面高度，產生一個相應于所述第二輸出電容值的第二輸出電壓裝置，在所述第一和第二輸出電壓均等于所述參考電壓后，使所述兩計數器均復位并使所述參考電壓產生裝置能再次產生參考電壓的裝置。
專利摘要
一個用于液體和含液殘渣的液位傳感器系統，它使用一縱向深入到帶有液體和殘渣的容器中的電容探測器。該電容探測器帶有互相分離組合的內、外傳感器，在其下端有一流動控制屏網允許液體流入而阻止固體物質進入，從而能分別決定液體和殘渣的高度。各傳感器的電容在每重復循環中以數字輸出，計數器中的記數可以被轉換成液面高度并被顯示，液體和殘渣的高度差可以用來控制一個流體系統。
文檔編號G01F23/26GK87101632SQ87101632
公開日1987年11月18日 申請日期1987年2月26日
發明者約翰·C·霍默爾 申請人:通用信號公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan