关于GD32F150R8的智能汽包水位计研究的分析和介绍

1方案介绍

为了解决传统的差压式水位计不能实现锅炉汽包水位全工况测量的缺陷，研制了一款智能多段式电容液位计。

液位传感器采用多段同轴圆筒式电容传感器，传感器外极筒为一个整体，内极筒由多段相同的铜箔依次紧贴在电木上构成，每段的间距足够小，并且独立引线，测量介质位于内外极筒之间。采用基于电容数字转换技术的专用电容测量芯片PCap01进行多段电容高精度同时测量。测量结果通过SPI通讯接口传送给GD32F150R8单片机，经过数据处理之后，通过D/A转换芯片AD421输出两线制标准的4-20mA信号，同时应用HART调制解调芯片DS8500在4-20mA模拟信号的基础上叠加数字音频信号进行双向数字通讯。通过HART协议访问传感器的测量过程参数、设备组态、校准等信息。实验结果表明该水位计精度等级可以达到0.5，实现了汽包水位的全工况测量，并解决了的温度压力补偿问题，可以满足工业现场要求。

2方案框图

3设计应用描述及心得总结

智能多段式电容液位计采用基于电容数字转换技术的专用电容测量芯片PCap01进行多段电容高精度同时测量。提高了微小电容的测量精度，而且多段电容同时测量，避免了传统测量电路需要依靠切换开关，外围电路简单，可靠性高。实现了产品的微型化。

液位计支持HART协议功能，与当今国外主流仪表接口一致，很方便的通过HART协议访问传感器的测量过程参数、设备组态、校准等信息。实验结果表明该水位计精度等级可以达到0.5，线性往复性好，实现了汽包水位的全工况测量，并解决了的温度压力补偿问题，在相关的制造材料能够满足汽包高温高压的前提下可以完全替代传统的差压式液位计，满足工业现场须求。目前材料及现场的运行实验正在联系相关厂家。

4作品实物图