电容式物位传感器,电容式物位传感器的原理,结构特点,测量电路,应用
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电容式物位传感器,电容式物位传感器的原理,结构特点,测量电路,应用  2011/10/3

目录

  • 电容式物位传感器的原理
  • 电容式物位传感器的结构特点
  • 电容式物位传感器的测量电路
  • 电容式物位传感器的应用
电容式物位传感器

电容式物位传感器的原理

  •   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。

电容式物位传感器的结构特点

  •   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。

电容式物位传感器的测量电路

  •   1.高频电感电容电桥电路

      电桥由两个电感臂L2,L3和两个电容臂C1,CX组成,由电感L1高频振荡的电源供电,被测电容CX接入测量臂,而另一参比臂中接有可变电容C1 ,用以调整电桥平衡。扼流圈L0有高频滤波性能,Re用来调整测量范围,电桥形成不平衡输出,经二极管整流后,在显示仪表毫安表中显示出液位高低。高频电感电容电桥结构简单,调整方便,但精度不高,线性差。

      2.利用电容充放电原理的测量电路

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