基于电容式传感器的非接触式液位测量系统*

屈梦瑶，易 艺，陆泽青，杨宗林，彭雪斌

(桂林电子科技大学 信息科技学院，广西 桂林 541004 )

0 引 言

随着电子技术、计算机技术和通信技术的发展，液位测量技术从传统的接触式测量[1～4]到非接触式测量，正朝着自动化、集成化、智能化的方向发展[5,6]，以满足人们对容器液位测量的需求。在测量容器液位时，非接触式液位测量系统因具有不与被测液体接触、非浸入式测量、不破坏容器的物理结构和完整性等特点，而成为近年来科研人员研究的热点课题[7～9]。

电容式传感器具有成本低、功耗低、结构简单、易安装和维护等众多优点，因此本文设计了一种基于电容式传感器的非接触式液位测量系统。系统以STM32F103ZET6作为微控制器，控制安装在容器外壁的电容式传感器和三轴陀螺仪/加速度传感器进行工作，获取容器的液位信息和姿态信息，然后对这些信息进行处理，以实现对容器内液位和液体体积的测量。

1 系统的组成与原理

非接触式液位测量系统由主控单元、微弱电容测量模块、电容式传感器、容器姿态检测模块、无线通信模块和上位机组成，其系统组成框图如图1所示。

图1 系统组成框图

电容式液位传感器采用覆铜板进行制作[10]，将电容的两个电极制作在同一个绝缘平面上，构成共面极板电容传感器[11]。在容器液位测量中，将电容式液位传感器粘贴在容器的外壁，用来感应容器内液体液位的变化，并将容器液位的变化信息转换为相应的电容值，实现容器液位信息到电容量的转换。……