电容式物位计的应用
电容式物位计工作原理
电容式物位计工作原理
电容式物位计是一种基于电容原理的测量仪器，用于测量物体或介质的液位、固体物位或界面位置。
其工作原理是利用两个电极之间的电容变化来反映介质的物位变化。
该装置由测量电极和参考电极组成，通常将测量电极固定在容器壁上，并与介质直接接触，参考电极则可以放置在容器的远离测量电极的地方，或者设计为容器壁的一部分。
在工作时，测量电极通常会被提供一定的电流或电压以激活电路。
当介质的物位发生变化时，测量电极与参考电极之间的电容也会发生变化。
这是因为介质的物位变化会导致测量电极和参考电极之间的电容区域发生变化，从而导致总的电容值的变化。
电容式物位计通过测量电容的变化来确定物位的高度。
通常，电容式物位计通过测量电容的变化和参考电容来计算出介质的物位或界面位置。
这通常是通过测量电容与参考电容之间的差异来实现的。
为了准确地测量电容的变化，电容式物位计通常会校准和校正仪器。
校准可以根据具体的介质和测量要求进行调整，以确保测量的准确性和可靠性。
电容式物位计具有可广泛应用的优点，能够适用于不同介质、不同容器形状和尺寸的物位测量。
它们在工业过程控制和仪表
化系统中得到广泛使用，帮助监测和控制液位或物位变化，保证生产的安全性和效率。
料位计种类及实际应用
仪控一班：丁伟宁
主要内容
一． 概述 二． 电容式液位测量 三． 超声波物位测量 四． 雷达物位测量 五． 射频导纳式料位计
概述
什么叫物位
在热工检测中，我们常把开口容器或密封 容器中液体介质液面的高低称为液位；把两种
液体介质分界面的高低称为界面；把固体粉状
或颗料物在容器中堆积的高度称为料位。而物
计数法测时
发射脉冲 接收脉冲 计数时钟 N个 t
1 H vt 2
若计数时钟频率为f，从发射脉冲瞬间触发计数到接 收脉冲瞬间停止计数，共有N个计数脉冲，
则传播时间t为
N t f
1 vt v 由 H vt 得 H 2 2 2f
其中 Δt－计数脉冲周期 f－计数脉冲频率
ΔH－液位分辨率 电磁波速度（即光速）v 3 108 m/s， ΔH＝1.5 mm
电容式物位计
导电介质用电容式物位计
结构： 两个同轴圆筒电极组成 的电容器。
当液位高度为0时，传感器电容量 C0为
电容式物位计
导电介质用电容式物位计
原理：基于圆筒形电容器的电
容值随物位而变化。
当液位变化，园筒形电极一部份被物
料浸没，浸没深度H， 极板间存在两 种介质的介电常数ε 1 (原设有中间介 质介电常数)、ε 2 (被测物料的介电 常数) ,将引起电容量的变化CH。
面是不平的,难以确定料位高度。
物料进出时，又存在着滞留区（由于容器
结构而使不易流动的死角处，叫做滞留区
），影响 到物位最低位置的测准。
储仓或料斗中，物料内部可能存在大的孔
隙，或粉料之中存在小的间隙，前者影响
概述
对物料储量的计算，而后者则在振动或力、
常见的物位检测方法及物位计
常见的物位检测方法及物位计物位检测是指对容器、槽、管道等储存、输送物料的装置进行物位测量的技术方案。
物位检测在工业生产中具有重要的应用价值，可以用于液体、粉体、颗粒体的物位监测。
下面介绍几种常见的物位检测方法及物位计。
1.浮子式物位计：浮子式物位计是利用浮子浮沉的原理来测量液位的高低。
它的工作原理是根据浮子在浮物中的浮力变化来判断物位的高低。
当液位变化时，浮子也会随之上下浮动，通过连杆装置将浮子的位置变化转化为指示装置的运动，从而获得物位信息。
2.压力式物位计：压力式物位计利用液体的压力变化来测量物位的高低。
当液体位于容器中时，液体的重力作用会产生一定的压力，通过测量液体对容器底部的压力，从而得到物位的高度。
压力式物位计通常使用差压变送器来测量液体压力的变化。
3.毛细管测量法：毛细管测量法是利用毛细管现象来测量液体的高度。
当一根细长的管子插入液体中时，液体会上升到管子内部，管内液体的高度与液体的物位高度成正比。
通过测量管内液体的高度，可以得到物位的高低。
4.电容式物位计：电容式物位计利用液体与电介质之间的电容变化来测量物位的高低。
当液体的高度发生变化时，液体与电容传感器之间的电容也会发生变化，通过测量电容的差异，可以获得物位的高度。
5.超声波物位计：超声波物位计是利用超声波的传播速度和回波时间来测量物位的高度。
超声波发送器将超声波信号发射到液体表面，当超声波信号碰到液面时会发生反射，接收器接收到反射的超声波信号后，利用信号的传播时间来计算物位的高度。
6.雷达物位计：雷达物位计是利用雷达波的传播时间来测量物位的高度。
雷达物位计向液体表面发射雷达波信号，当雷达波信号碰到液面时会反射回来，接收器接收到反射的雷达波信号后，利用信号的传播时间来计算物位的高度。
以上是常见的几种物位检测方法及物位计。
每种方法都有其适用的场景和优缺点，选择适合的物位检测方法需要综合考虑物料的性质、储存容器的结构、工艺要求等因素。
试述电容式物位计的工作原理
试述电容式物位计的工作原理嘿，朋友们！今天咱来唠唠电容式物位计的工作原理。
你想啊，这电容式物位计就像是一个特别会“感受”的小精灵。
它主要是通过检测电容的变化来知道物位的情况哦！怎么个检测法呢？就好比你有两个极板，一个固定的，一个会随着物位变化而移动，这中间不就形成了一个电容嘛。
当物位发生变化的时候，就好像有只小手在悄悄拨弄着这个电容。
物位升高或者降低，那极板之间的介质就不一样了呀，电容值也就跟着变啦！这就好比你换了不同的衣服，给人的感觉也不一样了呢。
你说神奇不神奇？它就这么悄咪咪地感知着一切，然后准确地告诉我们物位的情况。
而且啊，这电容式物位计还特别靠谱，就像你那个特别靠谱的好朋友，啥时候都能给你准确的消息。
咱再想想，生活中不也有很多类似的情况嘛。
比如说你每天回家的路上，你会根据熟悉的景物来判断离家还有多远，这其实也是一种类似的“感知”呀！电容式物位计不就是在工业领域里干着这样的事儿嘛。
它在各种场合都大显身手呢！不管是在大工厂里监测那些大家伙的物位，还是在一些小设备里默默工作，它都不含糊。
你说要是没有它，那得有多麻烦呀！反正我觉得吧，这电容式物位计真是个了不起的发明。
它就那么静静地待在那里，却发挥着巨大的作用。
让我们的生产生活变得更加有序、高效。
你难道不这么认为吗？它就像是一个默默无闻的英雄，虽然不被大多数人所熟知，但却在自己的领域里闪闪发光呢！所以啊，可别小看了这电容式物位计哦！它虽然看起来不怎么起眼，但作用可大着呢！它能帮我们更好地掌握那些看不见摸不着的物位情况，让一切都变得清晰明了。
这就是科技的魅力呀，总能给我们带来意想不到的惊喜和便利。
怎么样，是不是对电容式物位计有了更深的认识啦？。
电容液位计的原理
电容液位计的原理一、电容式物位计液位计的工作原理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：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：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ε 3 为常数，所以C 与l 成正比。
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：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。
二、电容式物位计液位计在应用中应注意的几个问题1、选型由于被测介质的不同，电容式物位传感器有不同的型式。
（1）测量非导电液体的电容物位传感器，当用于较稀的非导电液体（如轻油等）时，可采用一金属电极，外部同轴套上一金属管，相互绝缘固定，以被测介质为中间绝缘物质构成同轴套筒形电容器。
（2）测量导电液体的电容物位传感器，容器（规则）和液体作为电容器的一个电极，插入的金属电极作为另一电极，绝缘套管作为中间介质，三者组成圆筒形电容器。
当容器为非导电体时，需另加一个接地极，其下端浸至被测容器底部，上端与安装法兰有可靠的导电连接，以使二电极中有一个与大地及仪表地线相连，保证仪表正常测量。
（3）当测量粉状非导电固体料位和粘滞性非导电液体液位时，可采用金属电极直接插入圆筒型容器的中央，将仪表地线与容器相连，以容器作为外电极，料或液体作为绝缘介质构成圆筒型电容器。
常见的物位检测方法及物位计
常见的物位检测方法及物位计物位检测是工业生产过程中的重要环节，常见的物位检测方法有浮球式物位计、压阻式物位计、超声波物位计和雷达物位计等。
下面将详细介绍这些物位检测方法及其优缺点。
1.浮球式物位计：通过浮球的浮沉来判断液位高低。
当液位上升时，浮球也随之上浮；当液位下降时，浮球也随之下沉。
利用浮球与导热系统相连，可以输出液位信号。
优点是结构简单、价格低廉、可靠性高；缺点是输出信号精度较低。
2.压阻式物位计：通过测量压阻的变化来判断物位高低。
物位计感应电极会与液位接触，电阻值随液位的改变而改变；通过测量电阻值的变化，可以获得液位信号。
优点是适用于多种液体、测量范围广；缺点是对液体介电常数要求较高。
3.超声波物位计：利用超声波的传播速度差来测量物位高低。
物位计发射超声波，当超声波遇到液体时，一部分声波被液体吸收，一部分声波被液体反射回来。
通过测量超声波的往返时间，可以计算出物位高度。
优点是测量范围广，无需直接接触液体；缺点是易受温度、压力等因素的影响。
4.雷达物位计：利用雷达波的反射来测量物位高低。
物位计发射雷达波，当雷达波遇到液体时，一部分波被液体吸收，一部分波被液体反射回来。
通过测量反射波的时间和强度，可以计算出物位高度。
优点是适用于多种液体，具有较高的测量精度；缺点是价格相对较高。
在实际应用中，物位计也根据其工作原理和适用范围的不同，分为电容式物位计、电阻式物位计、频率式物位计和微波式物位计等。
这些物位计具有各自的特点和应用场景。
总之，在工业生产过程中，物位检测是一项非常重要的技术，通过选择适合的物位检测方法和物位计，可以确保生产过程的安全和稳定。
根据具体需求，选择合适的物位检测方法和物位计对于提高生产效率、降低成本具有重要意义。
电容式物位计的工作原理
电容式物位计的工作原理
《电容式物位计的工作原理》
一、电容式物位计的基本原理
电容式物位计是根据电容之间变化的物理原理，结合微机、模拟电路和控制信号处理技术，综合利用液体和固体的复合介质来实现物料在库存（箱）内实时监测的物料管理设备。
它利用不同的液体中或导电材料的电容和接地部分空气的电容，再通过电路的变化来检测物料在箱中的位置，从而实现物料的定位检测和控制。
二、电容式物位计的工作原理
1、介质层：电容式物位计的工作原理是通过建立一个介质层，由液体或导电材料形成一个介质层，来检测物料在箱中的位置，介质层的电容会受到物料的影响变化而发生变化。
2、接地：电容式物位计要求介质层（液体或导电材料）与空气的电容差别是检测物料在箱中的位置的重要参数，而接地的作用就是让介质层和空气的电容之间有一定的差别，从而使检测出来的数据准确。
3、电子元件：电容式物位计还需要利用一些电子元件来实现检测和控制，电子元件的作用是接收介质层和空气的电容之间不同的变化，并把介质层变化的电容转化成数字信号，在电子设备上传送出去，以此来检测物料在箱中的位置。
三、电容式物位计注意事项
1.电容式物位计要求介质层（液体或导电材料）与空气的电容之
间要能够有效地隔离，否则检测出的数据将不准确；
2. 电容式物位计要求介质层（液体或导电材料）的电容值要能够有效的实现检测，否则检测出的数据也不准确；
3. 电容式物位计要求接地要有效，否则检测出的数据也不准确；
4. 电容式物位计要求电子元件要准确可靠，否则检测出的数据也不准确。
电容式液位计校准方法的澄清
电容式液位计校准方法的澄清
电容式物位计广泛应用于石油、化工、冶金、电力、造纸、制药等各个领域。
根据电容感应原理，当被测介质的浸入式测量电极高度变化时，其电容也随之变化。
它可以将各种料位和液位介质高度的变化转换成刻度电流信号，通过二次仪表或计算机装置传输到操作控制室进行集中显示、报警或主动控制。
电容式液位计的校准模式：
1.如果现场条件好，液位可以随便调节，先使液位降至零，调节零电位计使显示仪表策动0%，电流输出4mA；使液位升至满点，调节量程电位器使显示仪表100%启动，电流输出20mA。
重复上述调整步骤，直到零位正确。
2.如果现场设备的液位排空和满调不能反复进行，则采用传感器提升方式。
假设安装时液位为h1，将传感器提升h，根据公式h/h=(I1-I2)/16计算I2。
其中h是满刻度时的液位高度；I1是液位高度为h1的电流输出；I2是液位 h的电流输出，调节传感器量程电位器使输出电流为I2。
放回传感器，根据h1/h=(I-4)/16计算I值，其中I为液位为h1时
的电流输出。
调节传感器零电位计，使输出电流I值。
此时，校准停止。
电容式料位计-百度百科
电容式料位计-百度百科
电容式料位计测量属于接触式测量，采用电磁式方式进行料位测量，它能把测量到的料位高度变化量直接转换成电容的变化量。
电容式料位计工作原理是料仓中插入的探头电极与饲料或仓壁之间构成电容器，当料仓内固态饲料料位改变时，电路中探头和固态饲料或者仓壁之间的电容值也会有相应的改变，然后经过调频振荡电路将电容量转换为频率，再经过一定的处理会有对应的电压或电流信号出现，即可得到料位的测量值。
电容式料位计的优点是低成本，安装和拆卸简单可方便维修，不会产生机械磨损，根据不同的量程大小和控制方式，电极可设计成不同的形状，适用于各种料仓。
缺点是采用电磁式测量，使用一段时间后电极上会带电容易粘附饲料灰尘，可能会导致控制器误动作；同时受仓内温度、湿度和饲料粘连料仓内壁和电极等因素的影响，容易导致电容介电常数发生改变，造成电容式料位计无法长时间稳定地输出料位数值，因此通常只能用作物位开关。
测量技术 物位检测
5、核辐射物位仪表：利用射线透过物料时 其强度随物质层的厚度而变化的原理。
6、声波式物位仪表：由于物位的变化引起 声阻抗的变化、声波的遮断和声波反射距离 的不同，测出这些变化就可测知物位。根据 工作原理分为声波遮断式、反射式和阻尼式 。
C 2 (2 1)H KH
ln(D d )
1
2
L H
当电容器的几何尺寸和介电
物位检测
第一节 物位检测的意义及主要类型
物位测量在工业生产中具有重要的地位。例如 蒸汽锅炉运行时，如果汽包水位过低，就会危及锅 炉的安全，造成严重事故。
一、物位的基本概念 液位：容器中液体介质的高低 料位：容器中固体物质的堆积高度 界面：两种密度不同液体介质的分界面的高度
测量液位的仪表叫液位计，测量料位 的仪表叫料位计，测量两种密度不同液体 介质的分界面的仪表叫界面计。
全、正常进行。
三、检测方法分类 物位传感器种类较多, 按其工作原理可分为下列
几种类型:
1、直读式物位仪表：根据流体的连通性原 理测量液位。如玻璃管液位计、玻璃板液位 计等。
2、差压式物位仪表：利用液柱或物料堆积 对某定点产生压力的原理而工作。
3、浮力式物位仪表：利用浮子高度或浮力 随液位高度而变化的原理工作。
二、零点迁移问题 差压变送器安装位置条件不同存在着仪表零点迁
移问题。 1．无迁移 理想测量条件下，液位H=0时，变送器的输入压
差信号∆P=0，差压变送器的输出为零点信号4mA。 零点是对齐的：
H＝0时
p = Hg =0
I0=4mA 这种情况称为无迁移。
实际应用时，由于差压变送器安装位置的限制， 测量零点很难对齐，需要对变送器的零点进行迁移。
E+H电容物位计
E+H电容物位计什么是E+H电容物位计E+H电容物位计是一种非接触式的液位或固体物位测量仪器。
这种仪器通常使用电容原理来测量物料的水平或垂直位置。
该仪器由艾默生和霍尼韦尔两家企业共同开发，并在全球范围内提供销售和支持服务。
E+H电容物位计的优点1.非接触式测量：E+H电容物位计能够进行非接触式测量，不会直接接触到物料，避免因接触而引起的杂音或损坏，增加了使用寿命。
2.高度可靠性：E+H电容物位计是一种非常可靠的液位或固体物位测量仪器。
它们被广泛应用于石化、化工、食品、饮料、水处理等行业。
3.稳定性强：这种仪器在测量过程中，受到大气压力、温度、水压等因素的影响很小，稳定性强，可以保证高精度的测量结果。
4.容易安装：E+H电容物位计安装简单，仅需进行简单的配管即可。
通常情况下，它们可以快速安装并立即投入使用。
5.低维护成本：E+H电容物位计具有长寿命和高可靠性，使用寿命长，维护成本低。
E+H电容物位计的应用E+H电容物位计被广泛应用于石化、化工、食品、饮料、水处理等行业。
下面将简单介绍它在这些行业中的主要应用：石化作为一种非接触式的测量仪器，E+H电容物位计在石化行业中被广泛应用于存储罐中的液位测量。
这可以确保石化生产过程中的安全性。
化工在化工行业中，E+H电容物位计通常用于测量各种液体、固体和粉末的物位。
这种测量装置能够快速、准确地测量物位，并使生产过程更加便捷。
食品和饮料在食品和饮料工业中，E+H电容物位计通常用于控制罐中的液位。
它们可以确保生产规格的一致性，并确保生产设备不会在过程中停机或崩溃。
水处理在水处理行业中，E+H电容物位计通常用于水池中水的液位测量，以便控制和监督水的使用和利用。
总结E+H电容物位计是一种高精度、高可靠性的液位或固体物位测量仪器，使用非接触式测量原理，被广泛应用于石化、化工、食品、饮料、水处理等行业中。
它们是一个方便的测量工具，不仅可以提高生产效率，而且可以在生产过程中降低维护成本。
电容料位计原理
电容料位计原理
电容式料位计是根据电容的基本原理制成的一种测量料位的仪表，其核心部分是一块电容器，在固体物料中，由于固体物料与空气、氧气等介质都不导电，所以这些介质都是导电体。
电容器有两个电极（一般为金属），一个与被测介质隔离，另一个与
电容器相连接。
当电容器两端被电压所激励时，在电极间产生电位移，这个电位移的大小与被测介质的介电常数有关，介电常数越小，其位移也越大。
电容式料位计就是通过测量不同高度料位的电容变化来实现物料的测量。
它广泛应用于石油、化工、冶金、电力等行业。
1.工作原理
电容料位计是一种由一对电极（通常为金属）和一个电容构成的设备。
当两个电极间距离变大时，电容变小。
当电极间距离改变时，介质层的厚度也随着改变，这就使得电容量随着介质层厚度的改变而改变。
当电容变小时，电容量就变小；当电容量增大时，电容量也增大。
通过测量不同高度上电容量的变化来达到测量的目的。
2.结构
电容式料位计由三个主要部分组成：电极、电容和变送器。
—— 1 —1 —。
电容式物位计的工作原理
电容式物位计的工作原理引言：电容式物位计是一种广泛应用于工业领域的物位测量仪器。
它利用电容原理来测量液体或固体的物位，具有较高的精度和可靠性。
本文将介绍电容式物位计的工作原理及其应用。
一、电容的基本原理在介绍电容式物位计之前，我们先来了解一下电容的基本原理。
电容是指两个导体之间通过绝缘介质隔开形成的电场储能装置。
当电容器的两端施加电压时，电荷会在两个导体之间积累，形成电场。
电容的大小与导体之间的距离成反比，与导体面积成正比。
二、电容式物位计的组成和工作原理电容式物位计主要由传感器、电源、信号处理器和显示器等部分组成。
1. 传感器部分：电容式物位计的传感器通常由两个金属电极组成，这两个电极之间的空间即为电容的探测区域。
其中一个电极固定在容器底部，作为参考电极；另一个电极则作为测量电极，可以根据液位的变化而移动。
2. 电源部分：电容式物位计需要一定的电源来提供工作电压。
一般情况下，电源可以使用直流电源或交流电源，具体使用哪种电源取决于具体的应用环境和要求。
3. 信号处理器部分：电容式物位计的信号处理器主要用于对传感器采集到的电容值进行处理和转换。
通过测量电容的变化，信号处理器可以将其转换为与物位高度相对应的电信号。
4. 显示器部分：显示器用于显示物位的高度信息。
一般情况下，显示器可以采用数字显示或模拟指针显示等形式，以便操作人员能够直观地了解物位高度。
三、电容式物位计的工作过程电容式物位计的工作过程可以概括为以下几个步骤：1. 施加电源：将适当的电源接入电容式物位计。
根据具体的要求和环境，选择合适的电源类型和电压。
2. 电容测量：电容式物位计的传感器会将物位周围的介质作为电容器的绝缘介质，形成一个电容器。
通过测量电容的变化，可以得到物位高度的信息。
3. 信号处理：传感器采集到的电容值需要经过信号处理器的处理和转换，将其转换为与物位高度相对应的电信号。
这样，就可以得到一个可以直接显示物位高度的电信号。
物位计的工作原理和应用
物位计的工作原理和应用1. 什么是物位计？物位计，也称为液位计或位移传感器，是一种用于测量容器内液体或固体物料的高度或位置的设备。
它可以帮助工程师和操作人员实时监测物料的位置，以便进行及时的控制和管理。
2. 物位计的工作原理物位计的工作原理基本上分为两种类型：直接测量和间接测量。
2.1 直接测量直接测量物位计通过物料的压力、重力或电容等特性来测量物料的高度。
以下是几种常见的直接测量方法：•压力式物位计：压力式物位计利用液体或物料的压力来测量物料的高度。
它通过将管道或容器中的压力转换成与物料高度相关的电信号来实现测量。
常见的压力式物位计包括差压式物位计和绝对压力式物位计。
•重力式物位计：重力式物位计利用重力的作用来测量物料的高度。
它使用浮子或塞子等浮力装置，根据物料高度的变化来测量液位。
•电容式物位计：电容式物位计利用物料和容器之间的电容变化来测量物料的高度。
它通过将电容与液位高度之间的关系转换为电信号来实现测量。
2.2 间接测量间接测量物位计通过测量物料对某种物理特性的反射或传播来推断物料的高度。
以下是几种常见的间接测量方法：•超声波物位计：超声波物位计利用超声波在物料和容器之间传播的时间来测量物料的高度。
它通过发送超声波脉冲并测量超声波返回的时间来计算物料的高度。
超声波物位计适用于非接触式测量，并且适用于各种液体和固体物料。
•雷达物位计：雷达物位计与超声波物位计类似，但它使用雷达信号而不是超声波信号来进行测量。
雷达物位计适用于长距离的测量，而且可以在恶劣的环境条件下进行工作。
3. 物位计的应用领域物位计广泛应用于各种工业领域中，提供了对液体和固体物料的实时监测和控制。
以下是几个常见的物位计应用领域：•石油和天然气行业：在石油和天然气行业中，物位计被用于测量油罐、储罐和管道中的油位和液位，以确保正常的生产和储存过程。
•水处理厂：物位计被广泛应用于水处理厂中，用于监测水箱、沉淀池和污水处理设施的液位，以确保水的质量和供应的稳定性。
电容式料位计
电容式料位计电容式料位计简介电容式料位计是一种常用的工业测量仪表，用于测量容器中物料的液位或固体物料的高度。
它基于电容原理，通过测量电容的变化来确定物料的高度。
电容式料位计具有精度高、反应速度快、稳定性好的特点，被广泛应用于化工、粮食、石油、医药等行业。
原理及结构电容式料位计的基本原理是通过测量容器内部的电容值来推算物料的高度。
其结构包括传感器、电容传感板和测量电路。
传感器是电容式料位计的核心部件，它安装在容器的壁面上。
由于物料的介电常数与空气的介电常数不同，当物料的高度发生变化时，传感器与物料之间的电容值会发生相应的变化。
电容传感板是用于测量电容值的部件，通常采用专用材料制成。
通过电容传感板，可以将传感器与测量电路连接在一起，将电容值转换为电信号输出。
测量电路是用于处理电容值的电子电路，通过采样和计算，可以将传感器的电容值转化为容器内物料的高度值。
测量电路通常具有较高的精度和稳定性，可以在复杂的工业环境下正常工作。
工作原理当容器内部有物料时，电容式料位计会实时测量传感器与物料之间的电容值。
物料的介电常数与空气的介电常数不同，所以当物料的高度发生变化时，传感器与物料之间的电容值也会发生变化。
测量电路会将测得的电容值转换为电信号输出，可以通过仪表或控制系统进行显示和处理。
通常情况下，电容式料位计可以实现高精度的液位或物料高度测量，误差可以控制在1%以内。
适用范围电容式料位计适用于各种物料的高度测量，包括液体和固体。
对于液体来说，电容式料位计可以测量高精度的液位高度，应用于石油、化工、水处理等行业。
对于固体物料来说，电容式料位计可以测量物料的堆积高度，广泛应用于粮食、矿石等行业。
优点与不足电容式料位计相对于其他测量方法有以下优点：1. 精度高：电容式料位计具有较高的精度，可以满足高精度测量的需求。
2. 反应速度快：电容式料位计的响应速度快，可以实时监测物料高度的变化。
3. 稳定性好：电容式料位计具有较好的稳定性，可以在长期使用中保持较高的测量精度。
电容物位计FMI51 FMI52
TI 401F/28/zh/04.07/(09.07)技术资料用于连续测量的电容式物位探头电容式物位探头Liquicap M FMI51,FMI52应用优势Liquicap M 100bar -80+200100S/cm DK Fieldgate Internet Liquicap M 100S/cm 0%...100%一体化型变送器可对液体物料进行连续的物位测量。
其坚固耐用的机械结构（锥形自密封）确保了探头既可在真空环境中使用，也可在压力值高达的过压环境中使用。
采用的密封及绝缘材料使探头适用于操作温度范围为℃…℃的应用场合。
当被测介质的电导率＞μ时，测量与介电常数（）无关，此时测量不同液体物料时无需重新标定探头。
与（采用技术的智能仪表远程监控和数据采集设备）配合使用时，能为库存及优化物流（存量控制）提供理想解决方案。
·对导率为μ的液体物料进行测量时，无需对探头进行标定。
探头的出厂标定是根据用户所订购的探头长度（）来进行的，因而用户能简便、快速地对探头进行调试。
通过纯文本显示方式实现菜单引导式的现场设置（可选）。
经测试验证的原料电··仪表获取了多项证书和认证，因而应用范围十分广泛。
·可应用于功能安全需满足的标准的安全系统之中。
·与介质接触部分由防腐材料和认可的材料制成。
·具有两级防罐体放电（气体放电和保护二极管）的过压保护。
·介质中有粘附物时，电子部分仍可动作。
·测量值反应时间短。
·更换电子插件无需重新标定仪表。
·自动开启电子插件的自监控功能。
·可对探头绝缘层是否被损坏、探头杆是否折断及探头缆是否有脱落进行监控。
·适用于界面测量。
IEC 61508SIL2FDA Services PressureTemperature LiquidAnalysisRegistration System Components Solutions界面测量Endress+Hauser ToF Tool 采用的组态和服务软件（）可计算出空罐和满罐的标定值。
物位计企标
物位计企标
【原创版】
目录
1.物位计的概念与分类
2.物位计的工作原理
3.物位计的应用领域
4.物位计的发展趋势
正文
一、物位计的概念与分类
物位计，又称为液位计，是一种用于测量容器内物料或液体的高度或液位的仪器。
根据测量原理的不同，物位计可分为以下几类：浮子式、差压式、电容式、电阻式、超声波式、雷达式等。
二、物位计的工作原理
1.浮子式物位计：浮子随液位变化，通过连杆机构将浮子的位移转换为指针的转动，从而指示液位高度。
2.差压式物位计：通过测量容器内液体静压力的差值，计算液位高度。
3.电容式物位计：根据电容式传感器的电容量随液位高度变化的原理进行测量。
4.电阻式物位计：通过测量电阻式传感器的电阻值随液位高度变化的原理进行测量。
5.超声波式物位计：利用超声波在液体中的传播特性，测量液位高度。
6.雷达式物位计：利用微波在液体中的传播特性，测量液位高度。
三、物位计的应用领域
物位计广泛应用于石油、化工、冶金、电力、水处理等行业，用于监测生产过程中的液位变化，以保证生产安全和产品质量。
四、物位计的发展趋势
随着科技的发展，物位计在测量精度、可靠性、智能化、环保等方面将不断提高。
新型射频电容式物位测量仪
位 测量仪 。该测 量仪基 于 电容充放 电原 理 ， 以射 频信 号为激 励 ， 过 电容式 传 感 器测 量 物位 高 度 ； 通 采用 差 分补 偿 电容 技 术 ， 效 地消 有
除 了寄生 电容 的影响 ； 用光耦 隔离 测量 回路 和控制 回路 ， 采 提高 了电路 的抗干扰 能 力。实测 数 据表 明 ， 所设 计 的电容 式 物位 测量 仪具 有抗 干扰 能力强 、 稳定性 好 的特点 ， 应用前 景广 泛 。
新 型 射 频 电容 式 物 位 测 量 仪
袁
梅， 等
新 型射 频 电容 式 物 位 测 量仪
Ｎｅ Ｔ ｐ ｆ ＲＦ Ｃａ ａ ｉ ｎ ｅ Ｍ ａ ｅｒ ｌ ｅ ｅ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｔ ｌ ｓ ｒ ｍ ｅ ｔ ｗ ｙ ｅ ｏ ｐ ｃｔ ｃ ａ ｔ ｉ ｖ ｌＭ ａ ｕ ｅ ａ Ｌ ｎ ｎ ｔｕ ｎ
△ ｌ Ｃ ＿ｃ ＝ ｃ ＿ ｌ ０ 一 ＝
Ｈ 【
一
］
㈩
式 中： Ｃ 为传感器 电容变化量 ， 。 Ａ Ｆ
由式 （ ） 知 ， 电极 确 定 后 ，。ｓ 、 Ｄ 和 ｄ ３可 当 ｓ 、。Ｄ、 。 均
为定值 ， 传感器 电容变化量 与料位变化量呈线性关系 。
１ ２ 测量 非 导 电性 物 料 ．
式 中： 为电容 量， ；。为绝缘涂层 和容器 内气体的 Ｆ
等效介 电常数 ，／ Ｌ为料位最 大高度 ， Ｄ Ｆ ｍ； ｍ； 为容器
内径 ， ｄ为插入 电极 的直 径 ， Ｄ为有绝 缘涂层 的 ｍ； ｍ；
插 入 电 极 的外 径 ， ｍ。
１ １ 测量 导 电性 物 料 ．
其他测量仪器和上位机进行通信。该测量仪的工作状
修 改 稿 收 到 日期 ：０ ０—１ ２１ ２—０ ７。
料位计种类及实际应用参考文档
?储仓或料斗中，物料内部可能存在大的孔 隙，或粉料之中存在小的间隙，前者影响
概述
对物料储量的计算，而后者则在振动或力、 湿度变化时物位也随之变化。
?界位测量中最常见的问题
是界面位置不明显，浑浊 段的存在也影响 测准。
概述
?物位测量仪表的分类
按其工作原理可分为以下几种： ?电容式：物位测量仪表 ?超声波：式物位测量仪表 ?雷达波：式物位测量仪表 ? 射频导纳：料位测量仪表
电容式物位计
?电容物位计：将物位的变化转换成电容量的变 化来进行物位测量的仪表。
? 组成：传感器、电容检测两大部分。 电容式物位计适用于各种导电、非导电液
料位计种类及实际应用
仪控一班：丁伟宁
主要内容
一． 概述 二． 电容式液位测量 三． 超声波物位测量 四． 雷达物位测量 五． 射频导纳式料位计
?什么叫物位
概述
在热工检测中，我们常把开口容器或密封
容器中液体介质液面的高低称为液位；把两种
液体介质分界面的高低称为界面；把固体粉状
或颗料物在容器中堆积的高度称为料位。而物
常见的电容检测方法有交流电桥法、充放电法、谐振电 路法。可以输出标准电流信号，实现远距离传送。
注意： 电容量的检测一般须用交流电源，电源频率高，有利于 比较容抗间的差别，但若频率过高，寄生电容影响大，反 而不利于检测。 以单臂桥式电路为例：
电容式物位计
?导电介质用电容式物位计
检测电路：
交流
如图：
C1
? C ??
K ?? C ?U?
? ?C
?? ?
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内蒙古科技大学本科毕业论文论文题目：电容式物位计的应用学生姓名：学号： 0809810026 专业：应用物理指导教师：2012年5月9日摘要电容式物位计测量技术广泛应用于建筑、石油、化工、矿山、储运等工业生产领域,对于提高产品质量,优化过程控制具有十分重要的作用。
本文就电容式物位计的几种常见的应用做出介绍。
其中本文对射频导纳测量原理进行了详细论述及推导，给出了消除挂料影响、测量真实物位的方法。
然后详细论述了射频导纳测量原理的电路实现，包括电源电路，复位电路，激励信号发生电路，信号检波电路，滤波电路以及信号采集电路。
其次对电容式物位计如何克服杂散电容信号的影响,得到准确的测量结果,是本文的研究重点。
本文在比较多种测量微小电容方法后选用充放电方法,基于充放电法,本文设计了两种电路,对两种电路的比较,选性能优者,并在信号传递过程中应用“驱动电缆法”开发出测量稳定,抗干扰能力强的电路方案。
关键词：电容式；物位计；射频导纳ABSTRACTCapacitive material level measurement technology are widely used in the construction, petroleum, chemical, mining, transportation and other areas of industrial production, to improve product quality, optimize process control plays a very important role. The capacitive level gauge of several common used to make presentation. One of the radio frequency admittance measurement principle is discussed and derived, is given by the elimination of material hanging effect, measuring the true level method. Then in detail elaborated the principles of radio frequency admittance circuit, including a power supply circuit, reset circuit, an excitation signal generation circuit, a signal detection circuit, a filter circuit and a signal collecting circuit. The capacitive level gauge how to overcome the influence of the stray capacitance signal, to obtain accurate measurement results, is the focus of this article. Based on the comparison of several measurement of small capacitance method selection of charging and discharging method, based on the charging and discharging method, this paper designs two kinds of circuit, the two circuit compares the performance of the best, and, in the signal transmission process in the application of" method of driving cable" developed the measurement stability, strong anti-interference ability of the circuit schem e. Keywords: Capacitor; level meter; radio frequency admittance前言 (1)一电容式物位计的基本原理 (2)二电容式物位计的应用 (4)2.1 射频导纳物位测量 (4)2.1.1电容式液位计的测量转换电路 (4)2.1.2 导电介质挂料对测量的影响 (4)2.1.3 射频导纳物位测量仪的工作原理 (5)2.1.4 测量系统的实现 (6)2.2 HX型分段物位计的应用 (7)2.2.1 分段电容式物位计检测方法简介 (7)2.2.2 实检测方法的实现 (8)2.3 电容式物位计在碱蒸发器上的应用 (9)三电容式物位计在应用中应注意的几个问题 (9)3.1 选型 (9)3.2 测量回路中接地点的处理 (10)3.3 应用中常见的故障 (11)3.4 标定方法 (11)结束语 (13)参考文献 (14)致谢 (15)物位是工业生产及过程控制中的重要参量,传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置或器官。
电容式物位测量以其测量仪表结构简单、性能可靠、价格低廉、测量结果与介质密度及化学成份等因素无关而广泛应用于各种工况条件下。
但当待测液体是具有黏附性的导体物料时, 物料会黏附在传感电极的外套绝缘罩上, 形成挂料, 造成虚假物位, 产生较大的测量误差, 使仪表不能正常工作, 这是传统的电容式物位测量仪的致命缺陷。
随着电子技术的广泛应用, 射频物位检测技术得到了迅猛发展, 射频物位仪通过同时检测电容和电阻较好地解决了被介质的挂料测量误差而广泛应用于现代工业生产及过程控制的物位测量。
本文对电容式物位计应用一些常用以及推广的最佳性能的物位测量做出详细介绍。
一 电容式物位计的基本原理电容式物位计是在容器中建立一个电容, 如图1，此电容的一极是浸没在容器中的杆状探头, 另一极为接地金属板通常为容器壁, 设以空气为介质的电容为C, 以被测物料为介质的电容为C 2, 则电极间的电容为: C= C 1 + C 2。
如果被设介质为导体, 则须在探头上加一层绝缘层, 设被测物料上部以绝缘层为介质的电容为C 1a , 以空气为介质的电容为C 1b , 被测物料部分以绝缘体为介质的电容为C 2a , 则电极间的电容为: a b a b a C C C C C C 21111++∙=公式 1两电极间的电容C 与被测物位的高度h 有关,当物位变化时, 被测介质对探头的浸没高度发生变化, 从而电容C 也发生变化, 通过测量电容C 就可以测得物位的高度h 。
电极电容C 与被测物位高度h 的关系:.*0h h C C += 公式 2图1 电容式液位计的原理图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) 公式 3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)l / (㏑R/r) 公式 4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 = 2πε3l/ (㏑R/r) 公式 5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。
二电容式物位计的应用2.1 射频导纳物位测量2.1.1电容式液位计的测量转换电路电容式液位计测量转换电路如图2所示当Cx =Cx0时,交流桥平衡,C1/C2=Cx0/C3,输出电路U=0。
当液位变化时,电容式传感器的电容量Cx =Cx0+△Cx发生变化, 则输出电压不为零(U≠0), 桥路有输出电压, 通过测量输出电压就可以得到当前的液位。
图2 电容式传感器的桥式转换电路2.1.2 导电介质挂料对测量的影响黏附在传感电极上的挂料层只是很薄的一层,比料位下面的物料要小得多, 其横截面和和料位以下的物料相比几乎可以忽略; 而物料的横戴面积远远大于挂料层的横截面积, 且物料具有较好的导电性, 因而可以认为物料的电阻非常小, 可以忽略。
因此在测量时认为物料的电位和金属仓壁的电位一样, 从而把物料当作电容的一个极板。
但挂料层的电阻却很大, 从电学的角度看, 挂料层相当于一条由无穷多个无穷小的电容元件和无穷小的电阻元件组成的传输线。
如图3所示。
因此当物位高度由h降低至h时, 探头上可能会有黏附层(即挂料), 产生虚假物位, 影响测量精度。
图3 电容料位测量系统及挂料电阻示意图2.1.3 射频导纳物位测量仪的工作原理由于挂料的横截面积较小,挂料的等效电阻很大,相当于一条由无穷多个无穷小的电容件和无穷小的电阻元件组成的传输线。
只要黏附层足够长,根据均匀传输线原理可以得出挂料层等效阻抗的实部与虚部在数值上相等,这就是射频导纳定理。
若单位长度上的电阻为R 0,电容为C 0,激励电压的角频率为X,挂料的等效阻抗Z g 可表示为:。
45C R Zg 00<=ω 公式6探头的等电路如图4所示。
其中R g 为挂料部分的等效电阻,C g 为挂料部分的等效电容,C w 为物位的等效电容。
且1/R g = ωC g 。
图4 挂料电极等效电路2.1.4 测量系统的实现根据前面的讨论, 射频导纳物位计基本组成的系统框图如图5所示。
由高频波形发生器产生频率为1000kHz的正弦波激励信号,由于其中含有其他频率的干扰成分,须经过带通滤波电路将干扰成分滤掉,获得信噪比较高的1000kHz的射频信号, 电容驱动电路用于提高位的测量范围。
1000kHZ的正弦波信号送入变压器电桥电路的原线圈,两个副线圈,一组用于测量桥路,具有中心抽头,另一组副线圈产生的信号作为同步信号,它与原线圈同频率同相位,用为A/D转换器的驱动信号。