電容法構成的液位檢測及控制裝置

字數:20236.頁數:50  電子機電論文編號:JD402

  目  錄
摘  要  I
Abstract  II
第一章 引言  1
1.1 課題研究的背景和意義  1
1.2 本課題所要完成的主要任務  1
1.3 系統設計目標及技術要求  1
1.4 國內外研究現狀及分析   2
1.4.1 液位測量方法的研究下現狀及分析  2
1.4.2 電容測量方法的研究現狀及分析   4
本章小結  6
第二章 系統整體設計  7
2.1 系統原理框圖  7
2.2 系統工作過程 7
本章小結 8
第三章 電容式傳感器的設計  9
3.1 傳感器簡介  9
3.1.1 傳感器的定義   9
3.1.2 傳感器的分類  9
3.2 電容法理論基礎  9
3.2.1 電容式傳感器的工作原理及結構類型  9
3.2.2 電容式傳感器的特點  15
3.3 電容式傳感器的設計  16
3.3.1 電容式傳感器設計要點   16
3.3.2 電容式傳感器的形狀和材質  21
3.4 傳感器與傳感器技術的地位和作用   22
3.5 傳感器及傳感器技術的發展趨勢   23
本章小結   26
第四章 變送器的設計   27
4.1 變送器設計   27
4.1.1 電源電路設計  27
4.1.2 電容信號檢測電路   27
4.1.3 LM324介紹及其應用  31
4.1.4 電壓轉換電路   37
本章小結   38
第五章 控制裝置  40
本章小結   42
第六章 總結和展望   43
參考文獻   44
附錄  46
致謝  47

摘  要
液位測量是現代工業生產過程中必不可少的重要環節。同時，傳感器和變送器往往成為液位測量系統中將液位信號變成工程所需信號不可缺少的兩個部分。因而對傳感器和變送器進行分析、研究以及設計是必要的。
本文采用的是電容法測液位。傳感器和變送器部分是本論文的主要研究內容，首先對傳感器和變送器部分進行了設計，變送器設計應用了模擬電路技術和數字電路技術。其中電容信號檢測電路采用的是由兩片555定時器構成的脈寬調制法。
本文控制裝置采用的是S7-200控制器和上明牌ZDSM系列電動調節閥。通過此控制裝置實現了對液位的閉環PID控制。另外在容器的上、下限位處分別安裝液面傳感器可實現對上、下限位的報警。

關鍵詞：液位測量；電容式傳感器；變送器；控制裝置

本課題完成的主要任務：
（1）電容式傳感器的設計。
（2）變送器的設計。
系統設計目標及技術要求
（1）性能參數：
溫度范圍：-20℃～+1000℃；
壓力范圍：50MPa以下；
測量范圍：0～2.0m；
精度：（0.1～2）%。
（2）應用范圍：
限位點設置的控制和報警；
連續測量物位及儲量；
用于各種同性質的液體及固體散粒；
用于易爆區及粉塵易爆區。