電容式物位計(jì)的工作原理

 

　　電容式物位計(jì)由電容式物位傳感器和檢測(cè)電容的線路組成。其基本工作原理是電容式物位傳感器把物位轉(zhuǎn)換為電容量的變化，然后再用測(cè)量電容量的方法求知物位數(shù)值。

 

　　電容式物位傳感器是根據(jù)圓筒電容器原理進(jìn)行工作的。其結(jié)構(gòu)如同2個(gè)長(zhǎng)度為L(zhǎng)、半徑分別為R和r的圓筒型金屬導(dǎo)體，中間隔以絕緣物質(zhì)，當(dāng)中間所充介質(zhì)是介電常數(shù)為ε1的氣體時(shí)，兩圓筒的電容量為：

 

　　C1=2πε1L/R(㏑R/r)(1)如果電極的一部分被介電常數(shù)為ε2的液體（非導(dǎo)電性的）浸沒(méi)時(shí)，則必須會(huì)有電容量的增量△C產(chǎn)生（因ε2>ε1），此時(shí)兩極間的電容量C=C1+△C。假如電極被浸沒(méi)長(zhǎng)度為l，則電容增量為：

 

　　△C=2π(ε2-ε1)ι/(㏑R/r)（2）

 

　　當(dāng)ε2、ε1、R、r不變時(shí)，電容量增量△C與電極浸沒(méi)的長(zhǎng)度l成正比，因此測(cè)出電容增量數(shù)值便可知道液位高度。

 

　　如果被測(cè)介質(zhì)為導(dǎo)電性液體時(shí)，電極要用絕緣物（如聚乙烯）覆蓋作為中間介質(zhì)，而液體和外圓筒一起作為外電極。假設(shè)中間介質(zhì)的介電常數(shù)為ε3，電極被浸沒(méi)長(zhǎng)度為l，則此時(shí)電容器所具有的電容量為：

 

　　C=2πε3ι/(㏑R/r)（3）

 

　　其中：R和r分別為絕緣覆蓋層外半徑和內(nèi)電極外半徑。由于ε3為常數(shù)，所以C與l成正比。

 

　　電容式液位計(jì)是依據(jù)電容感應(yīng)原理，當(dāng)被測(cè)介質(zhì)浸汲測(cè)量電極的高度變化時(shí)，引起其電容變化。它可將各種物位、液位介質(zhì)高度的變化轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，遠(yuǎn)傳至操作控制室供二次儀表或計(jì)算機(jī)裝置進(jìn)行集中顯示、報(bào)警或自動(dòng)控制。

 

　?。?）在使用過(guò)程中，如果儀表無(wú)電流輸出，應(yīng)檢查信號(hào)處理器“+”，“-”引出線是否松動(dòng)，脫落，儀表指示表頭固定螺紋及固定柱是否松有動(dòng)，接觸不良。如果出現(xiàn)以上的問(wèn)題應(yīng)該立即進(jìn)行加固。

 

　　（2）如果儀表指示為零，用手握金屬工具，如鑷子、螺絲刀等，接觸信號(hào)處理器“傳感器”端子，儀表指示應(yīng)增大，否則表明儀表信號(hào)處理器損壞。此時(shí)要進(jìn)行儀表信號(hào)處理器的更換。

 

　?。?）如果儀表指示打滿，將信號(hào)處理器“傳感器”引線取下，若儀表指示燈依然打滿，表明信號(hào)處理器損壞，若儀表指示回零，則可能是傳感器絕緣不良。絕緣不好時(shí)應(yīng)該立即更換傳感器。

 

　?。?）檢查傳感器方法：將傳感器引出線從信號(hào)處理器取下。用500V搖表或500型萬(wàn)用表“x10k”檔測(cè)量傳感器引出線與金屬塔壁間電阻，應(yīng)大于10M歐，否則表明傳感器絕緣不良。

 

　　（5）干擾的判別與消除：如儀表在試驗(yàn)室工作正常而在現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)指示值上下波動(dòng)固定的指示某一液位值，則可判斷儀表受到干擾。在儀表的電源線兩端并聯(lián)電解電容（容量約220微法，耐壓大于50伏）即可消除。

 

　?。?）電容式液位計(jì)出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)首先要考慮是否液位真的出現(xiàn)波動(dòng)，此時(shí)就應(yīng)該與工藝進(jìn)行協(xié)商解決，如果不是液位的波動(dòng)造成的液位計(jì)的波動(dòng)則要考慮干擾的影響以及接地是否良好，附近是否有干擾源，是否有電氣焊進(jìn)行作業(yè)，是否有電氣焊進(jìn)行作業(yè)，是否有大型電氣設(shè)備的影響。

 

　　電容式投入液位計(jì)如何接線

 

　　電容式投入液位計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)二線或三線制儀表，電源（信號(hào)）端子位于儀表殼體內(nèi)的接線側(cè)，信號(hào)線應(yīng)使用屏蔽線或兩根紐在一起的雙絞線，盡量不要與其它電源線一起通過(guò)線管或明線槽，也不可在大功率設(shè)備附近穿過(guò)。


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