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5.4 电容式物位测量仪表

电容式物位测量其传感器的工作方式为接触式,传感器探头结构形式有杆式(电极)和缆式两种。杆式结构探头测量范围可达5m,缆式结构探头测量范围可达35m。压力等级可达20MPa,多用于高压设备中的物位测量。探头为不锈钢电极,电极表层涂盖一层聚四氟乙烯或其他耐腐蚀绝缘性材料。电容式物位测量仪表通常用作液位的连续测量或位式检测。

5.4.1 工作原理

其检测元件(传感器)是根据圆筒形电容器原理设计制成,如图1-5-10所示。当容器内没充液体之前,圆筒形电容器由不锈钢电极棒及其绝缘层和容器内壁空间所组成。

图1-5-10 电容式物位计检测原理图

式中 L ——极棒长度;

ε 0 ——空气的介电常数;

D 2 ——极棒外空间直径;

D 1 ——金属极棒外径。

当容器内充液,液体高度为 H 时,液位传感器的电容 C 1

式中 ε 1 ——液体的介电常数。

当液位从基线零位上升至 H 高度后,电容的变化量Δ C 由式(1-5-9)、式(1-5-10)得

式中,π、 ε 1 ε 0 D 2 D 1 均为常数;传感探头电容变化量Δ C 仅与液位高度 H 呈线性关系。

电容的测量可以采用交流电桥、充放电电路或谐振电路测量。将物位的变化量转换为电容的变化量,然后将电容的变化量转换成标准电信号,传输给监测仪表,用于显示、记录或控制。

电容式物位测量仪表用作位式测量,即物位开关。物位开关应具有高分辨率和高重复性,电容式物位开关型仪表将高频振荡器与传感器、继电开关集成一体,并采用屏蔽技术将传感部件与电子部件隔离,安装、维护方便。

电容式物位传感器外部连接形式有螺纹式和法兰式两种连接方式。

电气结构有普通型、隔爆型、本安型。

5.4.2 智能电容物位计技术参数

BYTDR智能电容物位计是基于液位变化与其对测量探极产生的电容变化之间的关系设计的,专用模式的系统软件将检测到的电容变化经各种补偿计算后,输出与物位变化成正比的通信信号。

该系列产品广泛应用于各种工业领域中开口或有压容器内的物位连续测量及上下限报警控制。技术参数见表1-5-3。

表1-5-3 BYTDR智能电容物位计技术参数

5.4.3 安装注意事项

①电容式传感器用于物位测量,极棒(或缆型)应垂直安装。

②缆式传感器有拉紧砝码式和地脚螺栓固定式。地脚螺栓固定式安装应在容器底部(即缆式电极垂直着地点处)设置固定件,使固定件螺孔与缆极末端螺孔重合,安装时不可对缆极施加拉力。

③电气部分,传感器保护罩壳体应接地,电缆入口应密封良好。

④调试工作。对于量程范围较小的液位计可用纯净水代替被测介质进行调校,但调校工作应通过计算方法对量程进行修正。对于液位开关可进行单体检验。对于大量程物位测量,通常利用工艺试车条件进行实地调校。 aGSgllErn5Xbge3xRhAAicjpQBKP0qdHm53mIxpK+akmb0Gx3ml84cJiz/L4AhN5

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