电容式物位计

电容式物位计

-连续物位测量与点物位测量

1 基本原理

当在容器中安装了物位传感电极时，形成了电容器。电极金属杆充当了电容器的一个极板，而罐壁（或者非金属容器的参考电极）充当了电容器的另一个极板。随着物位的上升，围绕在电极周围的空气或气体被具有不同介电常数的材料所取代。因为极板之间介电常数发生了变化，电容器电容值发生变化。RF（射频）电容仪表检测到这个变化，并把它转换成延时执行或比例输出信号。

下列公式提供了电容计算关系：

C = 0.225 K ( A / D )

其中：

C = 电容，皮法

K = 物料的介电常数

A = 极板的面积，平方英寸

D = 极板之间的距离，英寸

 

图 电容式物位计原理

介电常数

是（极板之间材料）电介质存储电荷能力有关的1至100量度的数值。在实际的测试实验室中确定材料的介电常数。

在实际应用中，根据被测量的材料和所选择的物位电极，来以不同的方式获得电容变化。然而，它们的基本原理都是一样的。如果使用更高介电常数的材料替换较低的材料，系统的总电容输出值将增加。如果电极的尺寸制作的更大（有效地增加了表面极），则电容输出值增加；如果测量电极板与基板之间的距离减小，则电容输出值降低。

2 优点

电容式物位能在不同的过程条件下正常工作，例如变化的密度、高温（1000F）、高压（5000 psi）、黏性/粘的物质、泥浆、泡沫、浆糊。可以使用它来测量固体和液体的点式物位或连续物位，并且它也能很好地进行交界面测量。此外，电容式物位计价格便宜、坚固耐用。

3 局限性

对于电容式物位计来说，由于被测量物质在电极表面形成了一层膜，这所导致的介电常数变化会产生读取值偏差。有几种可选方案可抵补电容极板上被测量物质堆积所产生的偏差。在非金属储罐或无垂直罐壁的储罐内，需要增加参考导波杆。电容式物位计的校准是困难的，主要是因为我们无法进行试验台校验，并且蒸汽空间变化也会影响输出值。浓稠泡沫也会干扰电容式物位计的测量结果。