電容式液位計介紹

電容式液位計是利用物位高低變化影響容器的電容值變化的原理來進(jìn)行測量的，可用于測量高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕等介質(zhì)的液位，不受介質(zhì)的粘度、密度和工作壓力影響，具有極高的抗干擾性和可靠性。由于被測液體的介電常數(shù)和液面之上的介電常數(shù)不同，由電容值的決定式C=εS/4πkd可知，電容值C與介電常數(shù)ε和極板正對面積S成正比，與極板間的距離d成反比。若被測液體的介電常數(shù)更大，則當(dāng)液位升高時，兩電極間總的介電常數(shù)值隨之加大，因而電容量增大；反之，當(dāng)液位下降時，電容量減小。

常見介質(zhì)的典型介電常數(shù)如下表1所示。

如圖2所示，傳感器和容器壁（導(dǎo)電材質(zhì)制成）構(gòu)成一個電容器，當(dāng)傳感器處于空氣中時，測量到的是一個小數(shù)值的初始電容值CA；當(dāng)容器中有物料注入時，電容值將隨傳感器被物料所覆蓋區(qū)域面積的增大而相應(yīng)地增大，測量得到一個電容值CB，電容值的變化量dC=CB－CA；變送器模塊將電容值變化量轉(zhuǎn)換成與液位成比例關(guān)系的信號。

容器電容值的電子計算是基于相位選擇測量原理工作的，在此過程中，測量交變電流的大小以及電壓與電流間的相位差，根據(jù)這兩個特征參數(shù)，基于介質(zhì)電容值計算無功電流，基于介質(zhì)阻抗計算實際電流。需要注意的是，傳感器上的導(dǎo)電性粘附物以及冷凝相當(dāng)于附加介質(zhì)阻抗，會導(dǎo)致測量誤差，需要進(jìn)行傳感器粘附補(bǔ)償。

根據(jù)不同應(yīng)用場景，可以選擇桿式傳感器或者纜式傳感器；根據(jù)不同的安裝形式，可以選擇帶屏蔽段或者不帶屏蔽段；根據(jù)不同的容器材質(zhì)，可以選擇帶接地管和不帶接地管。

審核編輯 黃宇