電容式物位計的工作原理

 

　　電容式物位計由電容式物位傳感器和檢測電容的線路組成。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)圓筒電容器原理進行工作的。其結(jié)構(gòu)如同2個長度為L、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)，當中間所充介質(zhì)是介電常數(shù)為ε1的氣體時，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）浸沒時，則必須會有電容量的增量△C產(chǎn)生（因ε2>ε1），此時兩極間的電容量C=C1+△C。假如電極被浸沒長度為l，則電容增量為：

 

　　△C=2π(ε2-ε1)ι/(㏑R/r)（2）

 

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

 

　　如果被測介質(zhì)為導(dǎo)電性液體時，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，電極被浸沒長度為l，則此時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。

 

　　電容式液位計是依據(jù)電容感應(yīng)原理，當被測介質(zhì)浸汲測量電極的高度變化時，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)換成標準電流信號，遠傳至操作控制室供二次儀表或計算機裝置進行集中顯示、報警或自動控制。

 

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

 

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

 

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

 

　　（4）檢查傳感器方法：將傳感器引出線從信號處理器取下。用500V搖表或500型萬用表“x10k”檔測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：如儀表在試驗室工作正常而在現(xiàn)場出現(xiàn)指示值上下波動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。

 

　　（6）電容式液位計出現(xiàn)波動時首先要考慮是否液位真的出現(xiàn)波動，此時就應(yīng)該與工藝進行協(xié)商解決，如果不是液位的波動造成的液位計的波動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，是否有電氣焊進行作業(yè)，是否有電氣焊進行作業(yè)，是否有大型電氣設(shè)備的影響。

 

　　電容式投入液位計如何接線

 

　　電容式投入液位計為標準二線或三線制儀表，電源（信號）端子位于儀表殼體內(nèi)的接線側(cè)，信號線應(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線管或明線槽，也不可在大功率設(shè)備附近穿過。


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