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电容式物位计?的方法求知物位数值
电容料位开关安装方法
1. 当探头水平安装时,应与水平面向下成20o夹角以减少落料冲击并增加感应灵敏度;
2. 探头穿过容器壁安装时,保护套(绝缘部分)应比容器壁上的积料厚度长出2”;
3. 为避免室外环境下雨水渗入接线盒,水平安装时电缆入线口须垂直向下;
4. 安装时应充分考虑被测介质不从料仓中心入料时所堆积形成的倾斜角;
5. 确认电源电压与所选用产品的电压相同,根据端子台上的标识参照接线图对应连接好各电缆,接好后,再将接线盒盖锁紧;
6. 控制线路负载不能超负载使用(小于继电器容量使用)。
注:不要在探头与容器壁的螺纹连接处使用任何润滑剂,如果需要,可使用teflon胶布进行密封,此时,安装者应用万用表对线路进行检查,并确保容器壁与探头间的电阻小于1欧姆!
电容式传感器的特点概述
(1) 结构简单,适应性强
电容式传感器结构简单,易于制造,精度高;可以做得很小,以实现某些特殊的测量,电容式传感器一般用金属作电极,以无机材料作绝缘支承,因此可工作在高低温、强辐射及强磁场等恶劣的环境中,能承受很大的温度变化,承受高压力、高冲击、过载等;能测超高压和低压差。
(2) 动态响应好
电容式传感器由于极板间的静电引力很小,需要的作用能量极小,可动部分可以做得小而薄,质量轻,因此固有频率高,动态响应时间短,能在几兆赫的频率下工作,特适合于动态测量;可以 用较高频率供电,因此系统工作频率高。它可用于测量高速变化的参数,如振动等。
(3) 分辨率高
由于传感器的带电极板间的引力极小,需要输入能量低,所以特别适合于用来解决输入能量低的问题,如测量极小的压力、力和很小的加速度、位移等,可以做得很灵敏,分辨力非常高,能感受 0.001μm ,甚至更小的位移。
(4) 温度稳定性好
电容式传感器的电容值一般与电极材料无关,有利于选择温度系数低的材料,又由于本身发热极小,因此影响稳定性也极微小。
(5) 可实现非接触测量、具有平均效应
如回转轴的振动或偏心、小型滚珠轴承的径向间隙等,采用非接触测量时,电容式传感器具有平均效应,可以减小工件表面粗糙度等对测量的影响。
电容式物位计的工作原理
电容式物位计由电容式物位传感器和检测电容的线路组成。其基本工作原理是电容式物位传感器把物位转换为电容量的变化,然后再用测量电容量的方法求知物位数值。
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:
C1 = 2πε1L/R(㏑ R/r) (1) 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:
△C = 2π(ε2 - ε1)ι / (㏑ R/r) (2)
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。
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:
C = 2πε3ι/ (㏑ R/r) (3)
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。
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