电容式物位计的电容检测元件是根据圆筒形电容器原理进行工作的，电容器由两个缘的同轴圆柱板内电和外电组成，在两筒之间充以介电常数为e的电解质时，两圆筒间的电容量为C=2∏eL/lnD/d，式中L为两筒相互重合部分的长度；D为外筒电的直径；d为内筒电的直径；e为中间介质的电介常数。在实际测量中D、d、e是基本不变的，故测得C即可知道液位的高低 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），此时两间的电容量C=C1+△C。假如电被浸没长度为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，电要用缘物（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。假设中间介质的介电常数为ε3，电被浸没长度为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 分别为缘覆盖层外半径和内电外半径。由于ε3 为常数，所以C 与l 成正比。 |
