電容式物位傳感器是根據(jù)圓筒電容器原理進(jìn)行工作的。其結(jié)構(gòu)如同2個(gè)長(zhǎng)度為L(zhǎng) 、半徑分別為R和r的圓筒型金屬導(dǎo)體,中間隔以絕緣物質(zhì),當(dāng)中間所充介質(zhì)是介電常數(shù)為ε1的氣體時(shí),兩圓筒的電容量為:
如果被測(cè)介質(zhì)為導(dǎo)電性液體時(shí),電極要用絕緣物(如聚乙烯)覆蓋作為中間介質(zhì),而液體和外圓筒一起作為外電極。假設(shè)中間介質(zhì)的介電常數(shù)為ε3,電極被浸沒(méi)長(zhǎng)度為l,則此時(shí)電容器所具有的電容量為:
其中:R 和r 分別為絕緣覆蓋層外半徑和內(nèi)電極外半徑。由于ε3 為常數(shù),所以C 與l 成正比。
如果電極的一部分被介電常數(shù)為ε2的液體(非導(dǎo)電性的)浸沒(méi)時(shí),則必須會(huì)有電容量的增量△C 產(chǎn)生(因ε2>ε1),此時(shí)兩極間的電容量C=C1+△C。假如電極被浸沒(méi)長(zhǎng)度為l,則電容增量為:ε1),此時(shí)兩極間的電容量C=C1+△C。假如電極被浸沒(méi)長(zhǎng)度為l,則電容增量為:
當(dāng)ε2、ε1、R、r不變時(shí),電容量增量△C與電極浸沒(méi)的長(zhǎng)度l 成正比,因此測(cè)出電容增量數(shù)值便可知道液位高度。
1.高頻電感電容電橋電路
電橋由兩個(gè)電感臂L2,L3和兩個(gè)電容臂C1,CX組成,由電感L1高頻振蕩的電源供電,被測(cè)電容CX接入測(cè)量臂,而另一參比臂中接有可變電容C1 ,用以調(diào)整電橋平衡。扼流圈L0有高頻濾波性能,Re用來(lái)調(diào)整測(cè)量范圍,電橋形成不平衡輸出,經(jīng)二極管整流后,在顯示儀表毫安表中顯示出液位高低。高頻電感電容電橋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,調(diào)整方便,但精度不高,線性差。
2.利用電容充放電原理的測(cè)量電路