【正文】 工作指示、按鍵和 LCD顯示。 (2)數(shù)據(jù)采集與處理模塊：該模塊以 ATmegal6單片機(jī)為核心，通過(guò)串行通信收集十段電容傳感器測(cè)量得到的電容數(shù)值，通過(guò)計(jì)算得到油氣界面和油水界面的何置。如果通過(guò)電子開(kāi)關(guān)選通通道然后進(jìn)行電容測(cè)量，不但電子開(kāi)關(guān)需要等待一段時(shí)間，每一次通道通斷后還需要更長(zhǎng)的時(shí)間等待電容測(cè)量模塊穩(wěn)定，之后才能測(cè)最到正確的電容值，這樣就達(dá)不到系統(tǒng)要求的測(cè)量速度。中曰足聚四氟乙烯絕緣管將所測(cè)介 質(zhì)與電容傳感器隔離。防水盒采用航空插頭外接電線，接入 24V電源的輸入以及 RS一 485串行通訊線纜。 3cm (4)測(cè)量速度： 5／ s (5)環(huán)境溫度： 10℃一 60℃ (6)電源電壓： 24V (7)顯示方式： LCD顯示油氣界面和油水界面位置、油層厚度 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 (8)通訊接口： RS485 (9)單片機(jī)功能：能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)保護(hù)防止程序跑飛、能夠?qū)y(cè)量裝置進(jìn)行初 始化校準(zhǔn)，將初始化參數(shù)保存并控制整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的運(yùn)行。 為了便于操作人員觀察，需要將油氣界面與油水界面的位置和油層的厚度通過(guò) LCD顯示屏顯示出來(lái)， I司時(shí)將數(shù)據(jù)通過(guò) RS一 485通訊方式傳送出去，便 于 二次儀表的使用。 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 第三章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 課題需要實(shí)現(xiàn)的功能及要求 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能及要求 通過(guò)溢油回收過(guò)程的描述可以知道溢油裝置工作過(guò)程最后一個(gè)環(huán)節(jié)就是在油液積累到一定厚度時(shí)控制油泵將油抽出，因此油液厚度的測(cè)量是溢油回收實(shí)現(xiàn)的重要環(huán)節(jié)，液位測(cè)量裝置是溢油回收裝置中的核心。 (3)內(nèi)外極板之間使用的聚四氟乙烯絕緣管形成的電容。在純油到純水的變化過(guò)程中，只需要確定一個(gè)值，當(dāng)含水率低于此值時(shí)為油，含水率高于此值時(shí)為水 [7] 。 (1)每次測(cè)量時(shí)分別需要測(cè)量 每一段電容傳感器的空管電容值、充滿油的電容值和充滿水的電容值，但是測(cè)量過(guò)程中并不一定每一種介質(zhì)會(huì)充滿該段電容傳感器，顯然這在實(shí)際應(yīng)用中這很難做到。對(duì)于油氣界面和油水界面在同一段電容傳感器，即油層厚度小于電容傳感器高度 L的情況將在下文闡述，嘗試對(duì)于這種情況進(jìn)行處理。 分段電容式液位 測(cè)量 傳感器總共十段，每段高為 L．假設(shè)第 2段為空氣段 ，第 3段為油氣界面所在段．第 6段為純油段，第 7段為油水界面所在段，第 10段為純水所在段。傳統(tǒng)電容式液位測(cè)量方法依靠的濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 是介電常數(shù)進(jìn)行計(jì)算，乳化層的介電常數(shù)無(wú)法確定，兇此該方法很難確定乳化層的位置，傳感器所能夠檢測(cè)到的只是一個(gè)近似的界面，兇此如何處理近似晃面并確定油水界面的位置是一個(gè)必須要考慮的問(wèn)題。因此油水界面檢測(cè)中溫度對(duì)介電常數(shù)變化的影響所導(dǎo)致的測(cè)量誤差是必須要考慮的 [4] 。 原油或者其他油品的介電常數(shù)與其含水率有關(guān)，在正常環(huán)境下，油水混合之后靜止一段時(shí)間后，因?yàn)?油水互不相溶且油和水的密度不同導(dǎo)致油水分離，油浮于水的上方，兩者界面分明，油中的含水率相對(duì)固定，通過(guò)測(cè)量我們可以根據(jù)公式 3． 1計(jì)算出此時(shí)油的介電常數(shù)。 當(dāng)電容傳感器內(nèi)外電極之間充滿 兩種介質(zhì)時(shí)，比如油和氣，此時(shí)會(huì)有一個(gè)油氣界面 ,下部為油 ,高 度為 H,介電常數(shù)為 l? ，上部為空氣，高度為 (LH)，介電常數(shù)為 2? ， 此時(shí)相當(dāng)于將兩個(gè)電容傳感器并聯(lián)，電容值的計(jì)算表達(dá)式如下： 00 022+ = + ) kl n l nddC C C H L H C HDD? ? ?? ? ?? ? ? ?空 氣油油 空 氣 （ (22) 其中： 002ln dCLD?? ?? 空 氣 02k= ln dD?? ??油 空 氣（ ） C油 為油部分所產(chǎn)生的電容 ， C空 氣 為空氣部分所產(chǎn)生的電容， 0C 為電容傳感器中充滿空氣時(shí)的電容值 ,?油 為油的介電常數(shù)， ?空 氣 為空氣的介電常數(shù)。這種方法不但對(duì)環(huán)境以及被測(cè)介質(zhì)要求不高，而且可以很好的測(cè)量油氣和油水雙界面 [3] 。因此需要設(shè)計(jì)一種液位傳感器，能夠檢測(cè)油氣、油水兩個(gè)界面的位置，而且要求傳感器具有較高的精度和良好的 動(dòng)態(tài)特性。 溢油的處理方式基本有三種：生物法、化學(xué)法和物理法。我國(guó)進(jìn)口的石油 90％是通過(guò)海上船舶運(yùn)輸來(lái)完成的。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 作者簽名： 日 期： 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 學(xué)位論文原創(chuàng) 性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。time and dynamic detect multi interface liquid level using micro— controller and capacitance measuring． By measuring the capacitance of sub— capacitor sensor then processing the measured data to get the interface position is the overall idea of this paper． This paper first introduces the various liquid level measurement methods， and then analysis the requirements mentioned in the subject and provides liquid level measurement needs， by paring selected variety of measurement methods and selected measurement based on subcapacitor sensor． Described the principle analyses of sub— capacitor sensor for liquid level measurement， implementation， and solution problems， go into detail about the design and production process of the liquid level measurement sensors from both hardware and software aspects， and finally is the experiment and analysis of the experiment and experimental data，thereby to verify the liquid level with sub— capacitor sensor in this topic is correct． KEY WORDS： Sensor； S ub— capacitor； Liquid Level； Single Chip Microputer 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 通過(guò)測(cè)量各分段電容傳感器然后對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理得到各界面位置 是本 文的總體思路。本課題正是研究這樣一種測(cè)量技術(shù)，通過(guò)測(cè)量電容，利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)多界面液位測(cè)量。 關(guān)鍵詞 ：傳感器；分段電容；液位測(cè)量；單片機(jī) 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 ABSTRACT： When separate oil from water at spilled oil recovery processing， the detection of oil— gas interface， oil— water interface and the oil thickness is a critical part， not only can detect oil gas interface and oilwater interface， but also need to ensure the results in real— time and continuous， requires faster detection speed． This issue is research a such of measurement that real 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說(shuō)明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部?jī)?nèi)容。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 年 月 日