液位检测系统是医学临床自动检测仪器不可缺少的核心功能组件，通过控制取样针探测待转移液体的深度，最大限度地解决取样针外表面附着液体造成的仪器交叉污染高、取样误差大的问题。高可靠、高灵敏度的液位检测系统不仅可以减少取样针外表面的液体携带量，还可以避免取样系统 的空吸和碰撞针。

目前，液位检测技术主要包括非接触式和接触式两种技术。虽然超声波等非接触式液位检测技术越来越成熟，但其结构复杂，成本高，难以在一般中小型 型临床自动检测仪器中推广。接触式液位检测技术结构简单，成本低，工程应用广泛。目前，主要包括气压法、机械振动法、电阻法和电容法。气压法主要用于一次性加样头； 机械振动法适用于液体表面有泡沫和样本管盖有橡胶塞的情况； 电阻法增加了交叉污染的可能性，两个电极之间的距离对检测系统的测量精度影响很大。因此，90%的体外诊断企业使用测量电容来实现液位检测功能。

传感器检测原理">电容传感器检测原理：

电容式传感器是一种将测量的非电量转换为电容变化的传感器。在大多数情况下，电容器由两个与绝缘介质分离的平行金属板组成。如果不考虑边缘效应，电容认为电容式传感器是具有可变参数的电容器

表示电容极板间介质的介电常数：S表示两平行板覆盖的面积：d表示两个平行板之间的距离。当测量的非电量变化改变公式中的一个参数时，电容量C它也发生了变化。如果两个参数保持不变，只改变其中一个，参数的变化可以转换为电容量的变化。通过检测电路将其转换为有用的信号输出，以了解被测参数。电容测量原理如下图所示：

根据变化电容器的参数，电容传感器一般可分为三类，即变间距、变面积和变介电常数。变间距传感器的输入和输出电容在位移变化小时成线性关系，主要用于测量压力和振动引起的小线位移或极距变化：变面积传感器适用于测量较大的位移或角位移：变介电常数传感器主要用于测量各种介质的温度、密度、湿度或液体厚度，其原理是极板介电常数随温度、湿度、容量变化，测量介质的变化。

检测方法

电桥法

电桥法又称调幅法，是电容传感器作为桥臂的一部分，通常使用R-C或L-C构成电桥，可调参考阻抗连接在相邻的桥臂上，桥臂外部范围相同，电压信号频率相同，调整参考阻抗使电桥平衡。电路将电容变化转换为电桥的电压输出，放大、检波、滤波等处理后输出与测量电容成正比的电压信号。其原理如下图所示。

电桥法灵敏度高，稳定性高，可达到高信噪比，适用于精密电容测量。但电桥法原则上不能考虑消除杂散电容的影响，因此需要采取屏蔽电缆等复杂措施，效果不一定理想。同时，输出电压与电桥的电源电压有关，要求电源电压波动小，需要采取稳定振幅和频率稳定措施。

振荡法

振荡法又称调频法，是基于电容-频率转换的理念来检测电容的。振荡电路的谐振电路通常由RC电路或L-C实现电路和施密特触发器的基本原理是将待测电容器连接到振荡电路中，使谐振电路的输出频率随着待测电容器的变化而变化。

该方案具有电路结构简单、频率输出容易获得数字输出、振荡频率高、灵敏度高、伏特级直流电压信号容易获得、与微机直接匹配等优点。但由于测量了振荡电路的等效电容值，包括传感器电容器、振荡电路中的固定电容器和寄生电容器，电路的抗杂散电容性差，频率稳定性低，输出非线性大，精度低，温度漂移，需要误差补偿。

应用难点

电容传感器利用电容值随环境参数变化的特点，由于电容值和电容变化值可能很小，这样的小电容难以用简单的仪器检测，通常需要使用检测电路进一步将弱电容变化转换为其他与单值函数相关的电容参数。一般传感器输出模拟信号，非常弱，外部环境的变化，设备材料的物理原因会影响信号。例如，液位检测电容的变化值是pF在数量级方面，如果将其连接到外部电路，则检测系统中会有较大的杂散电容器，杂散电容器会随着温度、结构、位置、电磁干扰等因素的影响而变化。这些杂散电容器的影响将掩盖有用的信号。弱有用信号、噪声污染和信号淹没给弱信号的检测带来了巨大的困难。电容检测的原理和结构本身决定了在大杂散电容器的影响下，电容检测应检测弱电容器的变化，这对电路有很高的要求。