本文主要设计了基于电容的液位检测系统，设计一个测量范围达到30米,测量精度达到1mm的液位检测系统，液位检测系统包括传感器、单片机、A／D转换电路、显示电路、控制电路、信号调理电路等。

本课题设计了电容式液位检测系统，首先通过对传统电容式液位计测量原理的研究的前提下，分析传统电容式液位计存在的优缺点，并针对传统电容式液位计存在的问题，设计了一款新型的电容式传感器，并对其进行详细的公式推导，得到解决或改善该问题的理论依据。再提出硬件电路的总体设计框图以及划分各电路模块（如信号变换模块、周期测量模块、单片机及外围电路模块），明确各电路模块的具体功能及组成单元电路，并且分析各单元电路的实现原理和功能。接着仔细地介绍了本课题中的软件设计的总体结构和总体工作流程，并列举了各子程序的编程实现。

论文的主要工作：

本论文拟设计一种电容式液位检测仪，可将各种物位、液位介质高度的变化转换成标准电流信号，远传至操作控制室供二次仪表或计算机装置进行集中显示、报警或自动控制。要求设计基于电容的液位检测系统，重点设计电容检测电路并对采集的信号进行存储。拟定采用LPC936作为中央处理单元，存储电路采用E2PROM芯片AT24C128存储监测到的数据，并采用LCD显示；电源模块主要由端正电源稳压芯片7805构成，其特点是能够稳定输出+5V的电压；最后，进行程序设计，撰写实验报告，并翻译外文文献。

论文开展的主要工作及相关章节安排如下：

第一章通过查阅相关资料，介绍了选题的背景及意义，以及电容式液位检测的发展现状以及发展趋势；

第二章研究了电容式传感器工作原理以及电容传感器的液位测量原理，并对本论文所采用电容式传感器的关键参数指标进行了介绍和分析；

第三章介绍了电容式液位检测系统电路的硬件设计，提出总体方案，设计信号调理电路以及A\D转化电路，并画出数据采集存储电路的设计流程，及数据采集电路原理图。

第四章软件设计。

第五章总结及展望。

其中，第二、三章是整个论文的重点。

系统设计

本课题的电容式液位检测系统主要的功能是针对液体进行液位的测量显示，以及能够实现简洁易操作的的人机交互，便于实现初次测量时进行参数标定，并将最终测量结果通过4～20mA电流环进行远程通讯。本课题设计的电路，按功能主要划分为以下四大模块，分别为：传感器模块、信号变换模块、周期测量模块及单片机及外围电路模块。

本论文主要是针对液体液位的测量，设计具有较高测量精度的电容式液位计。首先在深入了解国内外液位的测量的研究现状及电容式液位计发展趋势后，提出了本课题的研究内容——电容式液位计设计，主要针对传统的电容式液位计存在的缺点，通过电容传感器的结构及硬件电路测量原理两方面加以改进，达到既保留传统电容式液位计的优点，又具有介电常数自动适应、消除被测介质温漂效应、改善寄生电容影响及硬件电路元器件温漂效应大幅改善的创新特色。

本文主要工作与研究成果：

（1）查阅相关资料，了解电容式液位计当前研究背景及应用意义，分析了国内外知名厂商的液位计发展状况及电容式液位计的发展状况；

（2）详细地介绍了传统电容式液位计的组成结构及测量原理，并剖析了当前传统电容式液位计存在的两个主要问题；

（3）针对传统式电容式液位计存在的问题，在电容式传感器结构和硬件电路的测量原理两方面加以改进，消除或改善传统式电容液位计存在的问题；

（4）针对不同的安装环境，用CAD设计加工了两套结构不同的电容传感器，

分别为分离式电容传感器和集成式电容传感器。

（5）对整个硬件电路进行了整体框架设计。并并整个系统划分为四大功能模块，明确各模块的功能及组成电元电路，完成各单元电路的组成实现。

（6）设计完成系统软件的设计与实现。主要完成了系统的总体结构和总控制流程及各个子程序的编程实现。