1.课题的研究意义和应用价值

在饮品液位灌装作为制约饮品质量的多个维度中最重要的维度之一，通常会成为购买者最为关注的因素，”不患寡而患不均”，同样的产品，液位的些许差异就会给购买者造成严重的心理落差，这种现象在高档饮品中表现的更为直接。
　　因此，饮品灌装过程中的液位检测一直以来都受到各大生产厂家的关注，传统液位检测多为接触式测量：劳动力密集型的厂家可能会采用人工比对等方式进行、技术密集型的厂家可能会采用吹气式检测通过气压反馈来进行液位检测。这两种方式在特定的环境下有其优越性，但是，由于这类接触式测量通常会由于检测人员自身原因会造成检测偏差外，接触式测量还会造成饮品的污染或瓶身出现污渍，最终导致产品品质降低或者产品其他维度合格率降低，造成资源的浪费或者造成不好的客户体验。

据统计我国软饮料人均消费从2007的39L大幅提升至2012年的96L，而2013年包装水整体市场销售额增长为16.1%，2014年更是达到20%，业内人士预测接下来几年增长速度还会增加，尤其在一些”高端水””高端饮料”行业。但在我们日常生产灌装中，难免会出现漏灌、液位过高、灌装不到位等问题，采用人工检测的方式，一是容易受到工人工作状态的影响，一是工人检测速度跟不上机器的生产速度。目前大多数工厂开始引进液位测量技术，液位检测主要优势：检测速度快（每小时60000瓶）、准确率高（99%以上）、非接触、成本低。

在矿泉水的自动生产过程中矿泉水瓶中的液位需要维持合适的高度，太满容易溢出造成浪费，过少则无法满足需求。因此，需要设计合适的控制器自动调整矿泉水的进入流量，使得矿泉水内液位保持正常水平，以保证产品的质量和生产效益。因此液位检测是矿泉水生产过程中一个重要的参数。

2.国内外研究现状

目前国内外的液位检测技术主要有采用以下几种方式实现。

（1）超声波式 基本技术原理是由传感器探头通过空气向下发射超声波测量超声波达到所测液体面后反射回来所需的时间，利用该时间与液位成比例的变化原理进行测量。 目前，美国在超声波传感器研制方面一直处于领先地位。美国ElectronicSensors公司生产的 9025A型系列超声波传感器是比较性能优良的液位测量仪器，其测量范围有0.8-35英尺。精度达到 0.25英寸； 以色列速利德集团研制的Solidscan超声波液位测量仪， 采用了突破性的专利技术，运用了独一无二的芯片组，使他在超声波液位测量方面拥有与其他同类产品难以达到的性能和优势，其测量范围：0-40m；精度：最大 0.25%FS。但超声波的最大缺点是江、河、湖、海的波浪及水面表面上的水雾及环境温、湿度对其测报准确率影响较大。

（2）电容式 原理是利用被测对象的物质的导电率， 将液位变化转换成静电电容变化来测量。美国有一种电容传感器， 它是基于低温电磁的液位传感器，适合测量液态氮、氧、氩、液化天然气。还有一种氦液位传感器，它专用作测量氦。 这两种传感器的技术原理都是电容式的。国内有一种电容式液位传感器专利。 它包括内柱和外筒， 外表面设有隔离层，内柱置于外筒内，它解决了水垢对传感器测量的影响。由于电容液位测量仪表不能用于易粘附的液体测量，且用于界面测量时，两种液体的电气性能必须符合产品要求，因而存在一定的局限性。

（3）光纤式 其基本技术原理是传感器的光学系统发射红外光谱段的光，入射到液面进反射到接收系统，因此光学系统必须采用发射与接收同轴结构的技术方案，以获得足够高的发射与接收效率。国内公开的一项光纤水银液位传感器。它将光纤与水银结合，实现了对液位进行大量程、高分辨率的连续测量。美国公开的一种适用于多种液体检测的多波段光纤液位传感器专利，该传感器可用于测量装有不能混合的液体的容器中的液位。光纤式正处于发展阶段尚未成熟，且不同类型的产品的成本、性能存在较大差异，因而还不能普及使用。

除了上述的几种方式外，还有压差式、浮体式、核辐射式、直流电极式等等液位传感器。