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電容式液位計(jì)的圓筒值?C1 = 2πε1L/R(㏑ R/r)
發(fā)布時(shí)間:2020-10-09   瀏覽:1533次

電容式傳感器的特點(diǎn)概述
 
(1) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,適應(yīng)性強(qiáng)
 
電容式傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于制造,精度高;可以做得很小,以實(shí)現(xiàn)某些特殊的測(cè)量,電容式傳感器一般用金屬作電極,以無(wú)機(jī)材料作絕緣支承,因此可工作在高低溫、強(qiáng)輻射及強(qiáng)磁場(chǎng)等惡劣的環(huán)境中,能承受很大的溫度變化,承受高壓力、高沖擊、過(guò)載等;能測(cè)超高壓和低壓差。
 
(2) 動(dòng)態(tài)響應(yīng)好
 
電容式傳感器由于極板間的靜電引力很小,需要的作用能量極小,可動(dòng)部分可以做得小而薄,質(zhì)量輕,因此固有頻率高,動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間短,能在幾兆赫的頻率下工作,特適合于動(dòng)態(tài)測(cè)量;可以 用較高頻率供電,因此系統(tǒng)工作頻率高。它可用于測(cè)量高速變化的參數(shù),如振動(dòng)等。
 
(3) 分辨率高
 
由于傳感器的帶電極板間的引力極小,需要輸入能量低,所以特別適合于用來(lái)解決輸入能量低的問(wèn)題,如測(cè)量極小的壓力、力和很小的加速度、位移等,可以做得很靈敏,分辨力非常高,能感受 0.001μm ,甚至更小的位移。
 
(4) 溫度穩(wěn)定性好
 
電容式傳感器的電容值一般與電極材料無(wú)關(guān),有利于選擇溫度系數(shù)低的材料,又由于本身發(fā)熱極小,因此影響穩(wěn)定性也極微小。
 
(5) 可實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量、具有平均效應(yīng)
 
如回轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)或偏心、小型滾珠軸承的徑向間隙等,采用非接觸測(cè)量時(shí),電容式傳感器具有平均效應(yīng),可以減小工件表面粗糙度等對(duì)測(cè)量的影響。

防腐型電容式液位計(jì)安裝注意事項(xiàng):
1、變送器采用電容測(cè)量原理,探極線的外絕緣層為耐高溫、耐腐蝕、抗老化且化學(xué)穩(wěn)定性極高的聚四氟乙烯材料,正常工作中與被測(cè)液體之間處于絕緣狀態(tài)。安裝時(shí)一定注意保護(hù)好探極線的外絕緣層,一旦損傷,將導(dǎo)致使用壽命縮短或安裝失敗。
探極線安裝結(jié)束后,使其全部浸入液體時(shí),控極線與液體(或金屬容器外壁)的絕緣電阻應(yīng)>20MΩ(用數(shù)字萬(wàn)用表20MΩ檔測(cè)量),測(cè)量絕緣電阻時(shí),應(yīng)將探極線與變送器的連接暫時(shí)斷開(kāi)。
2、變送器露天安裝時(shí),探極線不能裸露于容器以處,以免雨天探極線著水出現(xiàn)測(cè)量誤差。
3、變送器的外殼或接線盒下部的不銹鋼過(guò)程連接部件,必須可靠與容器外壁連接(接地),其接觸電阻不能大于2Ω。
4、在正常工作中,探極線在容器內(nèi)不能有較大的擺動(dòng)幅度,否則會(huì)出現(xiàn)信號(hào)不穩(wěn)定現(xiàn)象。
5、探級(jí)線安裝時(shí),應(yīng)盡量遠(yuǎn)離容器內(nèi)壁,zui小距離不能<100mm.當(dāng)受到條件***,距離<100mm時(shí),探極線與容器壁的距離必須保證相對(duì)固定。
6、對(duì)單線軟探極,多余部分可通過(guò)過(guò)程連接件上端拉出后剪掉,然后擰緊螺栓,而雙絞線探極,多余部分可盤扎在被測(cè)液面以上,不允許將多余部分盤繞在容器底部有效測(cè)量段。

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。

 


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