电容式物位计的工作原理

  Tess ·  2011-12-22 09:15  ·  10167 次点击
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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