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。
電容式液位計(jì)是依據(jù)電容感應(yīng)原理,當(dāng)被測(cè)介質(zhì)浸汲測(cè)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(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào),遠(yuǎn)傳至操作控制室供二次儀表或計(jì)算機(jī)裝置進(jìn)行集中顯示、報(bào)警或自動(dòng)控制。
(1)在使用過程中,如果儀表無電流輸出,應(yīng)檢查信號(hào)處理器“+”,“-”引出線是否松動(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(xiàn)以上的問題應(yīng)該立即進(jìn)行加固。
(2)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(hào)處理器“傳感器”端子,儀表指示應(yīng)增大,否則表明儀表信號(hào)處理器損壞。此時(shí)要進(jìn)行儀表信號(hào)處理器的更換。
(3)如果儀表指示打滿,將信號(hào)處理器“傳感器”引線取下,若儀表指示燈依然打滿,表明信號(hào)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(yīng)該立即更換傳感器。
(4)檢查傳感器方法:將傳感器引出線從信號(hào)處理器取下。用500V搖表或500型萬用表“x10k”檔測(cè)量傳感器引出線與金屬塔壁間電阻,應(yīng)大于10M歐,否則表明傳感器絕緣不良。
(5)干擾的判別與消除:如儀表在試驗(yàn)室工作正常而在現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)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。
(6)電容式液位計(jì)出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)首先要考慮是否液位真的出現(xiàn)波動(dòng),此時(shí)就應(yīng)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(jì)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(shè)備的影響。
電容式投入液位計(jì)如何接線
電容式投入液位計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)二線或三線制儀表,電源(信號(hào))端子位于儀表殼體內(nèi)的接線側(cè),信號(hào)線應(yīng)使用屏蔽線或兩根紐在一起的雙絞線,盡量不要與其它電源線一起通過線管或明線槽,也不可在大功率設(shè)備附近穿過。
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