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電容式液位計的圓筒值​C1 = 2πε1L/R(㏑ R/r)
發布時間:2020-10-09   瀏覽:1903次

電容式傳感器的(de)特點概述
 
(1) 結構簡單,適應性強
 
電(diàn)容式傳感器結構簡單,易於製造,精(jīng)度高(gāo);可以(yǐ)做得很小(xiǎo),以實現某(mǒu)些特殊的測量,電容(róng)式傳感器一般用金屬作電極,以無機材料作絕緣(yuán)支承,因此可工(gōng)作在高低溫、強輻射(shè)及強磁場等惡劣的環境中,能承受很大的溫(wēn)度(dù)變化,承受高壓(yā)力、高衝擊、過載等;能測超(chāo)高(gāo)壓和低壓差。
 
(2) 動態響應好
 
電容式傳感器由(yóu)於極(jí)板間(jiān)的靜電引(yǐn)力很小,需要的(de)作用能量極小,可動部分可以做得(dé)小(xiǎo)而薄,質量輕,因此固有頻率高,動態響應時間短,能在幾兆赫的頻率下工作,特適合於動態測量;可以 用較高頻(pín)率供電(diàn),因此係統工作頻率(lǜ)高。它可用於測量高速變化的參數,如振動等。
 
(3) 分辨率高
 
由於傳感器的帶電極板間的引力極小,需要輸(shū)入能量低,所以特別適合於用來解決輸入能量低的問題,如測量極小的壓力、力和很小的加速度(dù)、位移等,可以做得很(hěn)靈敏,分辨力非(fēi)常(cháng)高(gāo),能感受 0.001μm ,甚至更(gèng)小的位(wèi)移。
 
(4) 溫度穩定性好
 
電容式傳感器的電容值一般與電極材料無關,有利於選擇溫度係數(shù)低的(de)材料(liào),又由於本身發熱極小,因此影響穩定性也極微小。
 
(5) 可實現非(fēi)接觸測量、具有平均效應
 
如回轉軸的振動或偏心、小型滾珠軸承的徑向間隙等,采用(yòng)非接觸測量時,電容(róng)式傳感器具有平均效應,可以減小工件表麵粗糙度等對測量的影響。

防腐型電容式液位計安裝(zhuāng)注意事項:
1、變送器采用電容測量原(yuán)理,探極線的外絕緣層為耐高溫、耐腐蝕、抗老化且化(huà)學穩定性極高的聚四氟乙烯材(cái)料,正常工作中與被測液體之間處於絕緣狀態。安(ān)裝時一定注意保(bǎo)護好探極線(xiàn)的外絕緣層,一旦損傷,將導致使用壽命縮短或安裝失敗。
探極線安裝(zhuāng)結束後,使其全部浸入液體時,控極(jí)線與液體(或金屬容器外壁)的絕緣電(diàn)阻應>20MΩ(用數字萬(wàn)用表20MΩ檔測量),測量絕(jué)緣(yuán)電阻時,應將探(tàn)極線與變送器的連接暫時斷開。
2、變送(sòng)器露天安裝時,探極線不能裸露於容器以處,以免雨天探極線著水出現測量誤(wù)差。
3、變送器(qì)的外殼或接(jiē)線盒下部的不鏽鋼過(guò)程連接部件,必(bì)須可靠與容器外壁連接(接地),其接觸電阻不能大(dà)於2Ω。
4、在正(zhèng)常工作中,探極線在容器內不能有較大的擺動幅度(dù),否則(zé)會出現信號不穩定現象(xiàng)。
5、探級線安裝時,應盡(jìn)量(liàng)遠離容器內壁,zui小(xiǎo)距離不能<100mm.當受到條(tiáo)件***,距離<100mm時,探極線與(yǔ)容器壁的距離必須保證相對固定。
6、對單線軟探極,多餘部分可通(tōng)過過程連接件上端拉出後剪掉,然後擰緊(jǐn)螺栓,而雙絞線探極,多餘部分可(kě)盤紮在被測液麵以上,不允(yǔn)許將多餘部分盤繞在容器底部有效測量段。

電容式物位計的工作原理
電容式(shì)物位計由電容式(shì)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(gǎn)器把(bǎ)物位轉換為電容量的變化,然後再用測量電容量的方法求知物位數值。
電(diàn)容式物(wù)位傳感器(qì)是根據圓筒電容(róng)器(qì)原理進行工作的。其結構如同(tóng)2個長度為L 、半徑分別為R和r的圓筒(tǒng)型金屬導體,中間隔以絕緣物(wù)質,當中間所充介質是介電常數為(wéi)ε1的氣體時,兩圓(yuán)筒的電容量為(wéi):
C1 = 2πε1L/R(㏑ R/r) (1) 如果電極的一部分(fèn)被介電常數為ε2的液體(非導電性的)浸沒時,則必須會有電容量的增量△C 產生(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(róng)量增量△C與電極浸沒的長度l 成正(zhèng)比,因此測出電(diàn)容增量數值便可知道(dào)液位(wèi)高度。
如果被測介質為導電性(xìng)液體時,電極要用絕緣物(如聚乙(yǐ)烯)覆蓋作為中間介質,而液(yè)體和(hé)外圓筒一起作為外電極。假設中間介質的介電常數為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(bàn)徑和內電極外半徑。由於ε3 為常數,所以C 與l 成正比。

 


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