瞿惠琴，谷永先，吴孔培，叶 倩

(无锡职业技术学院 物联网技术学院，无锡 214121)

引 言

在工程应用和日常生活中，常需要测量液位值，用于液位测量的装置或传感器类型较多，包括：差压式、电极式、浮体式、电容式、超声波式、激光式、雷达式、光纤式、光电式和核辐射式等类型[1]，其中电容液位传感器具备响应速度快、灵敏度较高、环境适应性强的优点，广泛用于液位测量工程中[2]。常见的电容液位传感器多采用双筒式结构，使用两个同轴的金属圆筒作为电容器的内、外电极，两个电极之间的液体及液面上方的空气作为介质，当液位变化时，混合介质的介电常数也随之变化，从而使传感器的电容量发生变化[3]。由于结构特征，双筒式电容液位传感器在测量时电极部分需浸入液体中，这种接触式测量方式限制了它的应用范围，在对导电液体、强腐蚀液体、医疗用液体等进行液位检测时，并不适合采用接触式测量方式。随着边缘电场理论的不断完善与发展,基于边缘电场原理设计的平面电容传感器成为土壤含水量检测、pH值测量等的典型传感器[4]，美国德州仪器公司提出利用平面电容检测原理进行液位测量，可实现非接触式测量液位[5]，但国内在利用平面电容传感器检测液位方面的研究非常少。除此以外，目前市售的液位计产品一般可测量0m～200m的液位高度，测量精度多为0.5级，但产品都存在测量盲区，测量盲区一般是0mm～50mm液位段。若要用普通液位计来测量小容量、低液位如墨盒、药水等的液位值，它们的液位正处于测量盲区内，无法进行准确测量。……