基于電容傳感器的液位傳感也有其自身的挑戰(zhàn)。這就像絕對(duì)電容感應(yīng)。與觸摸檢測(cè)不同，需要測(cè)量液位的絕對(duì)值。

此外，溫度和導(dǎo)電物體的存在等環(huán)境因素也會(huì)影響傳感精度。影響液位傳感的常見(jiàn)因素如下：

1. 溫度漂移2. 罐體厚度3. 液體粘度4. 液體鹽濃度5. 導(dǎo)電物體6. 傳感器與罐體之間的氣隙

溫度漂移

傳感操作期間的溫度波動(dòng)對(duì)性能的影響最為顯著。使用手指激活的電容感應(yīng)按鈕(與液位感應(yīng)相比)，隨著時(shí)間的推移跟蹤未被手指觸摸的傳感器值，以解決任何由環(huán)境溫度引起的偏移。

這個(gè)補(bǔ)償?shù)姆墙佑|值稱為基線。在觸摸應(yīng)用中，這是可能的，因?yàn)榇蠖鄶?shù)時(shí)候，傳感器沒(méi)有被觸摸。此外，相對(duì)較短的觸摸事件提供了傳感器值的大的瞬時(shí)變化。

在液位傳感應(yīng)用中，溫度補(bǔ)償更加困難，因?yàn)槲覀儾荒芗僭O(shè)液位傳感器沒(méi)有被液體覆蓋;它可以在任何時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)覆蓋到任何級(jí)別。因此，我們必須通過(guò)使用算法和優(yōu)化的傳感器設(shè)計(jì)來(lái)補(bǔ)償溫度變化。

這種方法最大限度地減少了溫度漂移造成的影響，溫度漂移會(huì)影響液位傳感系統(tǒng)中的許多參數(shù)。首先是要測(cè)量的電容。漂移會(huì)影響其他系統(tǒng)參數(shù)，例如積分電容器和電容感應(yīng)引擎使用的電流。

由于這些變化，原始計(jì)數(shù)也會(huì)因溫度而增加或減少。電容傳感電路將測(cè)得的電容轉(zhuǎn)換為數(shù)字計(jì)數(shù)，稱為原始計(jì)數(shù)。

有兩種可能的方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題：

固定溫度補(bǔ)償電容器溫度補(bǔ)償電容器是一種與其他用于檢測(cè)液位的傳感器具有相似特性的傳感器。但是，它不會(huì)與液體直接接觸。換言之，該傳感器必須不受液位的影響。該電容器的原始計(jì)數(shù)用作實(shí)際傳感器的參考。

由于溫度補(bǔ)償傳感器和實(shí)際傳感器具有相同的特性，因此溫度對(duì)兩個(gè)傳感器的影響是相同的。這樣，以溫度補(bǔ)償傳感器為參考，可以消除溫度對(duì)液位檢測(cè)傳感器的影響。

值得注意的是，使用溫度補(bǔ)償傳感器對(duì)液位檢測(cè)傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償，必須在罐空時(shí)和罐內(nèi)有液體時(shí)進(jìn)行。

基于基線的軟件算法 使用電容感應(yīng)檢測(cè)手指觸摸的軟件算法包含一個(gè)參考，該參考是原始計(jì)數(shù)的過(guò)濾版本。此參考跟蹤原始計(jì)數(shù)中緩慢的環(huán)境變化，通常稱為基線。

在觸摸檢測(cè)的情況下，基線用于檢測(cè)手指的存在。通過(guò)液位感應(yīng)，基線可用于跟蹤原始計(jì)數(shù)的變化。溫度漂移通常很慢;因此，它對(duì)原始計(jì)數(shù)的影響也很慢。

在這種情況下，通過(guò)適當(dāng)?shù)幕€更新參數(shù)值，基線可用于補(bǔ)償原始計(jì)數(shù)中的溫度變化。如果溫度對(duì)原始計(jì)數(shù)的影響非常快，則應(yīng)使用溫度補(bǔ)償電容器。

溫度的第二個(gè)影響是冷凝。比環(huán)境空氣溫度低很多的液體可能會(huì)導(dǎo)致傳感器表面形成冷凝水。冷凝可能導(dǎo)致更高的電容，進(jìn)而導(dǎo)致誤差增加。

通過(guò)對(duì)傳感器表面進(jìn)行絕緣可以減少低溫測(cè)試期間的冷凝。另一種方法是在液體容器和傳感器基板之間提供一個(gè)小的絕緣氣隙。為了獲得最佳性能，氣隙不應(yīng)大于 3 mm。

儲(chǔ)罐厚度

傳感器響應(yīng)取決于覆蓋層厚度，該覆蓋層厚度被視為傳感器和待檢測(cè)導(dǎo)電材料之間的絕緣材料。如果儲(chǔ)罐厚度太高或有液體和無(wú)液體的信號(hào)變化太小而無(wú)法檢測(cè)到，則可能會(huì)出現(xiàn)挑戰(zhàn)。

水箱越厚，測(cè)量系統(tǒng)看到的電容越低。這會(huì)導(dǎo)致使用的信號(hào)更小。該問(wèn)題的一種解決方案是針對(duì)測(cè)量電容的微小變化獲得大信號(hào)。它可以通過(guò)以更高的分辨率掃描傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)。

例如，如果在存在液體時(shí)以 9 位的分辨率掃描傳感器，則原始計(jì)數(shù)增加 10。現(xiàn)在，如果分辨率增加到 13 位，則傳感器的有效掃描持續(xù)時(shí)間是原來(lái)的 16 倍。以前的決議。在此分辨率下，對(duì)于相同范圍的電容感應(yīng)，信號(hào)將為 160。

液體粘度

使用電容感應(yīng)，可以準(zhǔn)確測(cè)量低粘度液體。但是，對(duì)于高粘度液體，清空水箱時(shí)留下的液體殘留物會(huì)影響傳感。它延遲了罐空的檢測(cè)，這可能會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題。

因此，必須在設(shè)計(jì)上進(jìn)行權(quán)衡以達(dá)到可能的最佳精度。例如，可以將水箱的內(nèi)壁做成光滑的，這樣液體就不會(huì)粘在壁上。

液體鹽濃度

液體中的鹽濃度影響傳感精度。鹽濃度越高，傳感精度越低。在室溫下，鹽濃度的影響不是很高。然而，隨著溫度的升高，鹽濃度的影響也會(huì)增加。

顯示了 0.5-g/L 和 35-g/L 鹽濃度與實(shí)際液位的偏差。重要的是要認(rèn)識(shí)到鹽濃度對(duì)準(zhǔn)確性有影響。并且必須進(jìn)行設(shè)計(jì)權(quán)衡以達(dá)到可接受的精度水平。

導(dǎo)電物體干擾

用于液體檢測(cè)和溫度補(bǔ)償電容的傳感器應(yīng)遠(yuǎn)離人等其他導(dǎo)電物體放置。如果附近有導(dǎo)電物體，則報(bào)告錯(cuò)誤結(jié)果的可能性更高。

所以這個(gè)問(wèn)題的解決方案是通過(guò)使用屏蔽在傳感電路和其他導(dǎo)電物體之間進(jìn)行適當(dāng)?shù)母綦x。

儲(chǔ)罐和傳感器之間的氣隙

隨著傳感器和儲(chǔ)罐之間的氣隙增加，傳感精度會(huì)降低。該問(wèn)題的一種解決方案是提高傳感器的靈敏度并使用適當(dāng)?shù)拈撝岛凸碳惴ū苊鈧鞲衅髦g的串?dāng)_。

審核編輯：湯梓紅