电容式液位计在车载LNG气瓶中的应用

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当可测量液位为 日时 ,不锈钢管与 同轴绝缘 电线 之间存在
的电容 为 :

菊 菊

( 3 )
式 中: 8为容器 内气态天然气的等效介 电常数 , F / m。
因此 ,当传感器 内液位 由零增加到 日 时 , 其 电容的变化量
A C可 由式( 1 ) 和式 ( 2 ) 得:
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表上会存在显示不准确 的情况 。 ( 2 )车载 L N G电容式液位计 的变送器一般 固定在气瓶 的保
{ 厂
— 一 不 锈 钢 管
二 一~ 一二
一 一
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. G、 \

2 L N G 电容 式 液位计 的应 用
在车载 L N G气瓶 中 ,常用 的容积一 般为 5 0 0 L 、 4 5 0 L 、 3 7 5
L 、 3 0 0 L 、 2 7 5 L 、 2 4 5 L 、 2 0 0 L 、 1 5 0 L等 ,在 L N G气瓶制 造过程 中
C H = Ao + B o H ( 4)
法不宜适用 ,所以一般工程 中度量 L N G体积 的方法是采用 电容 式液位计 系统 。电容式 液位 计是根据电容的变化来实 现液位高 度测量 的液位仪表 ,电容式 液位 计的主要构件包括容式 物位传 感器 和检测 电容 的线路 。电容式液位计在测量时是将一 根金属

气瓶阀门护 罩

需要预先测量 L N G气瓶 的空瓶 电容值 ,再用手持式移动设备对
气 瓶的满瓶 电容值进行设定 。 满瓶电容等 于实测空瓶 电容加上相应规格气瓶经验值 。 例如 : 4 5 0 L测量得空瓶 电容值一般 为 3 3 0 P F ~ 3 4 0 P F ( 每 只
应用见 图 2 。

缘 导线半 径 , n l 。
n )
3 车载 L N G 电容式 液位计 系统 的实验 性 能对 比
根据车辆的实际使用 的工况 ,模拟在极 限工况下 L N G电容 式液位计 的稳定性及精确 性。液位计系统实验包 括 以下一些 项
目。
式中 : c 0 为电容量 , F ; 6 o 为容器 内气态天然气 的等效介 电常
电容式液位计在 车载 L N G气瓶 中的应 用
曹 君, 唐 永科 , 王海刚 , 薛苏涛 , 刘 明星
( 西安德森新能源装备有限公 司 , 陕西西安 , 7 1 0 0 4 3 ) 摘 要: 简要介 绍 了电容式液位计的使 用原理 , 总结分析 了车载 L N G气瓶 电容式液住
计 实验项 目及 实际应用 中存在 的问题 ,并对 车载 L N G气瓶 电容式液位 计的发展 前景
L满瓶 电容值应为 4 1 0 P F 一 4 2 0 P F 。
液位计变送器根 据 L N G液位 对应 的电容值 ,将信号处理 变
当可测量液位 H= 0时 ,不锈钢管与 同轴绝缘导线构成 的金 属圆柱形 电容 器之间存 在电容 ,根据文献得到 电容量计算公
式为 :
为模拟信号通过 电气线束输 出给驾驶室 的显示仪 表上 ,方便 驾 驶员随时查看车辆液 位信 息。车载 L N G气瓶 中电容式液位计 的
△ c =
1 L N G电容 式液位 计使 用原 理
由于 L N G的储存 温度为一 1 6 2 o C 且 内容器受 压 , 常规度量方
h 【 J
由式 ( 3 ) 可知 , 参数 、 、 R 。 、 R 。 均 为定 值 , 所 以电容 的变化 量与液 位变化量 △ c呈近似线性 关系 。因为参 数 8 、 8 0 、 R 、 风、 L 都是定值 , 由式( 2 ) 变形可得 :
图1 电容式液位计测量原理 L N G气瓶 内容器 由 ¥ 3 0 4 0 8焊接而成 , 其为液位计 的接地导 体, 测量时液位计 的上部处 于气态 天然 气中 , 下部处 于液态天然
气 中。
气瓶 的初始 电容 略有不 同 ) , 若4 5 0 L经验值 为 8 0 P F , 那么 4 5 0
棒探入被测容器 的溶液 中 , 将金属棒作为 电容 的一极 , 将容 器壁
作为 电容的另一极 ㈨。电容式液位计测量原理见图 1 。
式中: A。 和 风 为常数 。
可见 , 传感器 的电容 量值 c 的大小 与电容器浸 入液体的深
度 日呈 线性关 系。由此可知 ,只要测 出电容值便能计算 出 L N G 液位高度 。
数, F , m ; 为 L N G液位最大高度 ; 。 为不锈钢管半径 , m ; R 。 为绝

君, 唐永科 , 王海刚 , 薛苏涛, 刘明星
电容式液位计在车载 L N G气瓶 中的应用
本刊 E — m a i l : s x k j z z s @l 6 3 . C O 1 T I
山西科技
文章编 号: 1 0 0 4 — 6 4 2 9 ( 2 0 1 4 ) 0 5 - 0 0 6 2 — 0 2
S H A N X I S C I E N C E A N D T E C H N 0 L 0 G Y
2 0 1 4 年
第2 9 卷
第5 期
收稿 日期 : 2 0 1 4 — 0 5 — 1 8
进 行 了展 望 。
关键 词 : 电容 式 液位 计 ; 车载 L N G 气瓶 ; 液化 天 然 气
中图分 类号 : U 4 7 2 . 9
文献标识码 : A

电容式液 位计 以其使 用方便 、 可靠 、 价格 低廉 的特点 , 普遍
应用于工业及 民用各种容器 的液位测量 , 并得到好评 [ 。随着近 两年 L N G卡车在物流 中的批量应用 , 电容 式液位计在车 载 L N G 气瓶 中的应用也越来越普及 。但是随着大批量的推广应用 , 电容 式液位计 在车载 L N G气瓶 中的应用也暴露出不少问题 ,还存在 诸多需要改进和优化 的项 目,例 如针对低 温液体 的相对介 电系 数 比较小 , 容易导致电容式液位计灵敏度较差 的问题等 [ 2 】 。