电容式物位传感器

  电容式物位传感器是利用被测介质面的变化引起电容变化的一种变介质型电容传感器。具有可靠性高,安装方便等特点,可广泛应用于冶金、采矿、等部门作料位控制,是应用最广的一种物位传感器。

结构特点

  电容式物位传感器有两个导体电极(通常把容器壁作为一个电极),由于电极间是气体、流体或固体而导致静电容的变化,因此可以敏感物位。它的敏感元件有三种形式,即棒状、线状和板状,其工作温度、压力主要受绝缘材料的限制。电容式物位传感器可以采用微机控制,实现自动调整灵敏度,并且具有自诊断的功能,同时能够检测敏感元件的破损、绝缘性的降低、电缆和电路的故障等,并可以自动报警,实现高可靠性的信息传递。由于电容式物位传感器无机械可动部分,且敏感元件简单,形状和结构的自由 以大,操作方便。

技术原理

  电容式物位传感器是根据圆筒电容器原理进行工作的。其结构如同2个长度为l 、半径分别为r和r的圆筒型金属导体,中间隔以绝缘物质,当中间所充介质是介电常数为ε1的气体时,两圆筒的电容量为:如果被测介质为导电性液体时,电极要用绝缘物(如聚乙烯)覆盖作为中间介质,而液体和外圆筒一起作为外电极。假设中间介质的介电常数为ε3,电极被浸没长度为l,则此时电容器所具有的电容量为:其中:r 和r 分别为绝缘覆盖层外半径和内电极外半径。由于ε3 为常数,所以c 与l 成正比。如果电极的一部分被介电常数为ε2的液体(非导电性的)浸没时,则必须会有电容量的增量△c 产生(因ε2>ε1),此时两极间的电容量c=c1+△c。假如电极被浸没长度为l,则电容增量为:ε1),此时两极间的电容量c=c1+△c。假如电极被浸没长度为l,则电容增量为:当ε2、ε1、r、r不变时,电容量增量△c与电极浸没的长度l 成正比,因此测出电容增量数值便可知道液位高度。

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