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电容物位计工作原理

点击次数:936  发布时间:2020-06-17

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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