關于GD32F150R8的智能汽包水位計研究的分析和介紹

1方案介紹

為了解決傳統(tǒng)的差壓式水位計不能實現(xiàn)鍋爐汽包水位全工況測量的缺陷，研制了一款智能多段式電容液位計。

液位傳感器采用多段同軸圓筒式電容傳感器，傳感器外極筒為一個整體，內(nèi)極筒由多段相同的銅箔依次緊貼在電木上構成，每段的間距足夠小，并且獨立引線，測量介質(zhì)位于內(nèi)外極筒之間。采用基于電容數(shù)字轉換技術的專用電容測量芯片PCap01進行多段電容高精度同時測量。測量結果通過SPI通訊接口傳送給GD32F150R8單片機，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理之后，通過D/A轉換芯片AD421輸出兩線制標準的4-20mA信號，同時應用HART調(diào)制解調(diào)芯片DS8500在4-20mA模擬信號的基礎上疊加數(shù)字音頻信號進行雙向數(shù)字通訊。通過HART協(xié)議訪問傳感器的測量過程參數(shù)、設備組態(tài)、校準等信息。實驗結果表明該水位計精度等級可以達到0.5，實現(xiàn)了汽包水位的全工況測量，并解決了的溫度壓力補償問題，可以滿足工業(yè)現(xiàn)場要求。

2方案框圖

3設計應用描述及心得總結

智能多段式電容液位計采用基于電容數(shù)字轉換技術的專用電容測量芯片PCap01進行多段電容高精度同時測量。提高了微小電容的測量精度，而且多段電容同時測量，避免了傳統(tǒng)測量電路需要依靠切換開關，外圍電路簡單，可靠性高。實現(xiàn)了產(chǎn)品的微型化。

液位計支持HART協(xié)議功能，與當今國外主流儀表接口一致，很方便的通過HART協(xié)議訪問傳感器的測量過程參數(shù)、設備組態(tài)、校準等信息。實驗結果表明該水位計精度等級可以達到0.5，線性往復性好，實現(xiàn)了汽包水位的全工況測量，并解決了的溫度壓力補償問題，在相關的制造材料能夠滿足汽包高溫高壓的前提下可以完全替代傳統(tǒng)的差壓式液位計，滿足工業(yè)現(xiàn)場須求。目前材料及現(xiàn)場的運行實驗正在聯(lián)系相關廠家。

4作品實物圖