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(xiàn)路組成。其基本工作原理是電容式物位傳感器把物位轉換為電容量的變化，然后再用測量電容量的方法求知物位數值。

 

　　電容式物位傳感器是根據圓筒電容器原理進(jìn)行工作的。其結構如同2個(gè)長(cháng)度為L(cháng)、半徑分別為R和r的圓筒型金屬導體，中間隔以絕緣物質(zhì)，當中間所充介質(zhì)是介電常數為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為ε2的液體（非導電性的）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(cháng)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(shí)，電容量增量△C與電極浸沒(méi)的長(cháng)度l成正比，因此測出電容增量數值便可知道液位高度。

 

　　如果被測介質(zhì)為導電性液體時(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。假設中間介質(zhì)的介電常數為ε3，電極被浸沒(méi)長(cháng)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電極外半徑。由于ε3為常數，所以C與l成正比。

 

　　電容式液位計是依據電容感應原理，當被測介質(zhì)浸汲測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(jìn)行集中顯示、報警或自動(dòng)控制。

 

　?。?）在使用過(guò)程中，如果儀表無(wú)電流輸出，應檢查信號處理器“+”，“-”引出線(xiàn)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。如果出現以上的問(wèn)題應該立即進(jìn)行加固。

 

　?。?）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，儀表指示應增大，否則表明儀表信號處理器損壞。此時(shí)要進(jìn)行儀表信號處理器的更換。

 

　?。?）如果儀表指示打滿(mǎn)，將信號處理器“傳感器”引線(xiàn)取下，若儀表指示燈依然打滿(mǎn)，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(shí)應該立即更換傳感器。

 

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

 

　?。?）干擾的判別與消除：如儀表在試驗室工作正常而在現場(chǎng)出現指示值上下波動(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(xiàn)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。

 

　?。?）電容式液位計出現波動(dòng)時(shí)首先要考慮是否液位真的出現波動(dòng)，此時(shí)就應該與工藝進(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)，是否有大型電氣設備的影響。

 

　　電容式投入液位計如何接線(xiàn)

 

　　電容式投入液位計為標準二線(xiàn)或三線(xiàn)制儀表，電源（信號）端子位于儀表殼體內的接線(xiàn)側，信號線(xiàn)應使用屏蔽線(xiàn)或兩根紐在一起的雙絞線(xiàn)，盡量不要與其它電源線(xiàn)一起通過(guò)線(xiàn)管或明線(xiàn)槽，也不可在大功率設備附近穿過(guò)。


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