Nguyên lý cảm biến đo mức dạng điện dung (capacitance)

Cảm biến đo mức dạng điện dung hoạt động theo nguyên lý:

Một tụ điện được hình thành khi một điện cực cảm biến mức được lắp đặt trong bồn. Thanh kim loại của điện cực cảm biến hoạt động như một bản của tụ điện và thành bồn (hoặc điện cực tham chiếu trong một bồn phi kim loại) đóng vai trò như tấm khác.

Khi mức tăng, không khí hoặc khí thường bao quanh điện cực bị dịch chuyển và thay thế bởi vật liệu có hằng số điện môi khác. Tụ điện thay đổi giá trị vì điệm môi giữa các điện cực thay đổi. Các thiết bị đo điện dung RF (tần số vô tuyến) phát hiện sự thay đổi này và chuyển đổi nó thành tín hiệu relay hoặc tín hiệu đầu ra analog.

Mối quan hệ điện dung được minh họa với phương trình sau:

C = 0,225 K (A / D)

Ở đây:

  • C = Điện dung trong picoFarads
  • K = hằng số điện môi của vật liệu
  • A = Diện tích các tấm điện cực
  • D = Khoảng cách giữa các tấm điện cực

Hằng số điện môi là một số có giá trị trong khoảng từ 1 đến 100, liên quan đến khả năng của chất điện môi (vật liệu giữa các bản) để lưu trữ một điện tích tĩnh điện.

Trong thực tế, sự thay đổi điện dung được tạo ra theo những cách khác nhau tùy thuộc vào vật liệu được đo và lựa chọn điện cực đo mức. Tuy nhiên, nguyên tắc cơ bản luôn được áp dụng. Nếu một vật liệu điện môi cao hơn thay thế một vật liệu thấp hơn, tổng điện dung của hệ thống sẽ tăng lên.

Nếu điện cực được làm lớn hơn (tăng hiệu quả diện tích bề mặt) thì đầu ra điện dung tăng; nếu khoảng cách giữa điện cực đo và điện cực tham chiếu giảm thì đầu ra điện dung giảm.

Ưu điểm của cảm biến đo mức dạng điện dung

  • Một cảm biến đo mức điện dung chịu được nhiều điều kiện quá trình, như mật độ thay đổi, nhiệt độ cao (1000 ° F, 540 ° C), áp suất cao (5000 psi, 345 bar), các sản phẩm nhớt, bùn, bọt và bột nhão.
  • Nó có thể được sử dụng để đo điểm hoặc với nhiều điểm, nó có thể đo mức liên tục trong cả chất rắn và chất lỏng. Nó cũng có thể đo giao diện.
  • Ngoài ra, cảm biến điện dung có giá không đắt

Nhược điểm của cảm biến đo mức dạng điện dung

  • Sự thay đổi chất điện môi gây ra sai số
  • Đối với bồn phi kim hoặc bồn có tường không thẳng đứng, bắt buộc phải bổ sung đầu dò tham chiếu
  • Khó để hiệu chuẩn tụ điện, đặc biệt không thể hiệu chuẩn bằng Bench Calibrate. Sự thay đổi không gian hơi có thể ảnh hưởng đến kết quả đo
  • Bị ảnh hưởng xấu bởi chất có bọt nặng

Cảm ơn bạn đã đọc bài chia sẻ

Chúc bạn thành công!

Chịu trách nhiệm nội dung

Tâm Mr.

huutam@pretem.com

 

Nếu bài viết hữu ích, Hãy nhấn nút chia sẻ bên dưới