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電容式液位傳感器的原理,局限性,安裝和校準(zhǔn)

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測(cè)量原理


上海自動(dòng)化儀表有限公司電容測(cè)量原理基于電容器的工作方法。


電容器由彼此隔離的兩個(gè)帶不同電荷的電極形成。在電極之間施加交流電會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)。該電場(chǎng)取決于電極之間的距離,電極表面的大小以及電極之間的隔離介質(zhì)。


如果電極之間的距離和電極表面的大小保持恒定,則只有介質(zhì)會(huì)影響電容。當(dāng)介質(zhì)變化時(shí),電場(chǎng)也隨之變化,因此電容的變化如下:電容(C)=介電常數(shù)(?0)×相對(duì)介電常數(shù)(DC)×電極表面積其中介電常數(shù)(?0)是電場(chǎng)常數(shù)(?0= 8.8×10 -12 C /(Vm)。介電常數(shù)(DC值)低的介質(zhì)會(huì)在液位測(cè)量中引起電容值的很小變化,而直流值高的介質(zhì)會(huì)分別產(chǎn)生較大的電容變化。在許多接口應(yīng)用程序中,具有較低DC值的介質(zhì)位于非常上面,例如,碳?xì)浠衔铮―C = 2)處于水上(DC = 80)。上層介質(zhì)對(duì)總電容值的貢獻(xiàn)非常小,僅將水位(界面層)表示為水位。為了利用此效果,兩種介質(zhì)的DC值應(yīng)彼此足夠不同。


通常,DC值低的介質(zhì)是不導(dǎo)電的,而DC值高的介質(zhì)是導(dǎo)電的。因此,始終可以使用非導(dǎo)電和導(dǎo)電介質(zhì)進(jìn)行界面測(cè)量。


局限性

如果過(guò)程覆蓋或污染了電容探頭,則可能需要補(bǔ)償選項(xiàng)以防止錯(cuò)誤的高電平讀數(shù)。


連續(xù)液位電容變送器要求被測(cè)液體保持恒定的介電值。如果不是這種情況,則變送器應(yīng)具有補(bǔ)償液體電介質(zhì)變化的能力。


除非將探針直接安裝在帶有隔離閥的傳感器籠中,否則通常無(wú)法將探針直接安裝在容器中。


棒狀探針需要足夠的高度間隙,具體取決于探針的長(zhǎng)度。


它不能測(cè)量粘度超過(guò)2000 cst的液體。


選拔

當(dāng)使用完全涂層的探頭(例如PTFE)時(shí),電容水平測(cè)量可用于腐蝕性介質(zhì)。


電容式測(cè)量具有非??斓捻憫?yīng)時(shí)間,非常適合液位快速變化和小容器的過(guò)程。


測(cè)量原理不受介質(zhì)密度變化的影響。


對(duì)于界面測(cè)量,需要導(dǎo)電和非導(dǎo)電介質(zhì)。


在此界面上,導(dǎo)電介質(zhì)的電導(dǎo)率之差應(yīng)大于100μS/ cm,非導(dǎo)電介質(zhì)的電導(dǎo)率應(yīng)小于1μS/ cm。


油水乳液的電導(dǎo)率范圍在1至100μS/ cm之間,具體取決于油水氣泡的重新分配。這意味著電容探針將檢測(cè)高于100μS/ cm的介質(zhì)(即導(dǎo)電介質(zhì)),而不檢測(cè)乳劑層(介于1和100μS/ cm之間)以及非導(dǎo)電介質(zhì)層(即<1μS) /厘米)。


探頭上的非導(dǎo)電性堆積會(huì)影響測(cè)量。


設(shè)計(jì)

無(wú)論介質(zhì)的電導(dǎo)率如何,探頭都應(yīng)由金屬導(dǎo)電電極制成,并具有全塑料絕緣。


安裝時(shí),應(yīng)確保過(guò)程接口與儲(chǔ)罐之間的導(dǎo)電連接良好。可以使用導(dǎo)電的密封帶。


如果承受嚴(yán)重的側(cè)向載荷,則應(yīng)使用帶有接地管的棒形探頭。


探頭的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)物位測(cè)量范圍進(jìn)行設(shè)計(jì)。


應(yīng)評(píng)估對(duì)設(shè)備的運(yùn)行至關(guān)重要的容器接地方法。


校準(zhǔn)和配置

電容探頭在出廠時(shí)已針對(duì)電導(dǎo)率≥100μS/ cm的介質(zhì)進(jìn)行了校準(zhǔn)(例如,針對(duì)所有水性液體,酸,堿等)。


僅當(dāng)應(yīng)將0%值或100%值調(diào)整為適合特定的測(cè)量要求(例如,儲(chǔ)罐/電容距離<250 mm,電導(dǎo)率<100μS/ cm或特定范圍)時(shí),才需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)。


通常在兩種類型的校準(zhǔn)之間有區(qū)別:


濕法校準(zhǔn):可以對(duì)探頭進(jìn)行全范圍校準(zhǔn),即較低的液位(0%液位校準(zhǔn))和較高的液位(100%液位)。也可以執(zhí)行其他中間值。


干校準(zhǔn):上海自動(dòng)化儀表有限公司可以通過(guò)輸入低電平和高電平值來(lái)模擬電平電容。對(duì)于電導(dǎo)率≥100μS/ cm,電容單位將根據(jù)工廠校準(zhǔn)自動(dòng)計(jì)算電容變化圖像。