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电容式液位计测量工作原理
点击次数:235 发布时间:2019-07-23

在电容器的极板间填充不同的介质时,由于介电系数的差别,电容量也会不同。例如,以液体代替空气作为介质时,由于液体的介电系数比空气大得多,电容量将变大。因此,测量电容量的变化可知道液面的高低。
       
由上式可知,电容量与液面高度H成线性关系,测定此电容值便可测知液面高度。这里,测量灵敏度与(ε一ε0)成正比,与ln(D/d )成反比。也就是说,被测液体与空气的介电系数相差愈大,测量灵敏度愈高;同时内外电极间的距离愈靠近,即D/d愈接近于1,测量灵敏度也愈高。当然,决定内外电极间的距离时还要考虑其他因素,如黏滞液体对表面的黏附等,不能过分靠近。
    如果被测液体是导电的,那么电极的构造就更简单。如图1-38所示,可用铜或不锈钢棒料,外面套上塑料管或搪瓷绝缘层,插在容器内,就成为内电极。若容器是金属制成的,那么外壳就可作为外电极。
    当容器中没有液体时,内外电极之间的介质是空气和棒上的绝缘层,电容量很小。当导电的液体上升到高度H时,其充液部分由于液体的导电作用,相当于将外电极由容器壁移近到内电极的绝缘层上,电容量大大增加。很容易理解,此时电容量的大小与液面高度成线性关系。
上述液位电容可用交流电桥测量,也可用其他方法(如测量充、放电电流等)测定。使用充、放电法时,用振荡器给液位电容Cs加上幅度和频率恒定的矩形波,如图1-39所示。若矩形波的周期T远大于充放电回路的时间常数,则每个周期都有电荷Q=C x△E对C x充电及放电,用二极管将充电或放电电流检波,可得到平均电流
    这样,充电(或放电)的平均电流与液位电容成正比,故图1-39中微安表的读数可反映液面的高低。

 

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