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電容式物位計的作原理

更新時間:2018-04-04   點擊次數:4345次

電容式物位計是電學式物位檢測方法之,直接把物位變化轉換成電容的變化量,然后再變換成統的標準電信號,傳輸給現實儀表行示、記錄、報警或控制。

作原理

電容式物位計由電容式物位傳感器和檢測電容的線路組成。其基本作原理是電容式物位傳感器把物位轉換為電容量的變化,然后再用測量電容量的方法求知物位數值。

電容式物位傳感器是根據圓筒電容器原理行作的。其結構如同2個長度為L 、半徑分別為R和r的圓筒型金屬導體,中間隔以緣物質,當中間所充介質是介電常數為ε1的氣體時,兩圓筒的電容量為:

C1 = 2πε1L/R(㏑ R/r) (1) 如果電的分被介電常數為ε2的液體(非導電性的)浸沒時,則會有電容量的增量△C 產生(因ε2>ε1),此時兩間的電容量C=C1+△C。假如電被浸沒長度為l,則電容增量為:

△C = 2π(ε2 - ε1)ι / (㏑ R/r) (2)

當ε2、ε1、R、r不變時,電容量增量△C與電浸沒的長度l 成正比,因此測出電容增量數值便可知道液位度。

如果被測介質為導電性液體時,電要用緣物(如聚乙烯)覆蓋作為中間介質,而液體和外圓筒起作為外電。假設中間介質的介電常數為ε3,電被浸沒長度為l,則此時電容器所具有的電容量為:

C = 2πε3ι/ (㏑ R/r) (3)

其中:R 和r 分別為緣覆蓋層外半徑和內電外半徑。由于ε3 為常數,所以C 與l 成正比。




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