电容式液位测量连续液位测量简介

电容式液位仪测量垂直插入到处理容器中的导电棒的电容。随着过程水平的提高，杆和容器壁之间的电容也会增加，从而导致仪器输出更大的信号。

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插入容器中的金属棒与该容器的金属壁之间显示的电容值仅会随着介电常数的变化而变化（），面积（）或距离（）。以来 是恒定的（容器的内表面是固定的，杆一旦安装后的面积也是固定的），仅在  要么  会影响探头的电容。

电容式液位探头有两种基本类型：

一种用于导电液体，另一种用于非导电液体。如果容器中的液体是导电的，则不能用作电容器的电介质（绝缘）。

因此，专为导电液体设计的电容式液位探头涂有塑料或某种其他介电物质，因此金属探头构成电容器的一个板，而导电液则形成另一板：

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在这种电容式液位探头中，变量是介电常数（）和距离（），因为上升的液位会置换低介电常数的气体并实质上起到使容器壁在电气上更靠近探头的作用。这意味着当容器充满时，总电容将最大（ 是最大有效距离  至少），并且至少在容器为空时（ 的气体有效且距离更远）。

如果液体是不导电的，则可以将其用作电介质本身，而存储容器的金属壁形成第二电容器板。探针只是裸露的金属电缆或棒：

在这种电容式液位探头中，唯一影响探头电容的变量是介电常数（），前提是液体的介电常数比液体上方的蒸气空间大得多。这意味着当容器充满时，总电容将最大（平均电容率最多），并且至少在容器为空时。距离（）对于不导电的处理液是恒定的，即容器的半径（假设探头安装在中心）。

在电容级别探针的非导电形式中，过程物质的介电常数是一个关键变量，因此，只有在准确了解过程材料介电常数的情况下，使用这种仪器才能获得良好的精度。当材料的介电常数随着时间的推移不稳定时，确保高水平测量精度的聪明方法是在仪器的LRV点下方配备一个特殊的补偿探头（有时称为成分探头），该探头始终会被淹没。由于此补偿探头始终沉浸在水中，并且始终处于相同状态 和  尺寸，其电容纯粹是物质介电常数的函数（）。这为仪器提供了一种连续测量材料介电常数的方法，然后该方法可用于根据主探头的电容来计算容器中该材料的液位。包括一个用于测量和补偿介电常数变化的补偿探头，类似于在静压 罐专家系统中包含一个第三压力变送器，以连续测量和补偿密度。这是一种纠正与级别更改无关的剩余的系统变量更改的方法。

电容式液位仪可用于测量液体以外的固体（粉末和颗粒）的液位。在这些应用中，所讨论的材料几乎总是不导电，因此物质的介电常数成为测量精度的一个因素。这可能是有问题的，因为固体中的水分含量变化会极大地影响介电常数，而颗粒尺寸的变化也会如此。补偿探头也可能不是很有用，因为它们的位置（在容器底部）可能不会使它们暴露于主探头所经历的相同程度的材料粒度和水分含量。

电容式仪表通常用于精度不重要的应用中。这些仪器容易受到过程物质介电常数变化，过程蒸气空间介电常数变化以及探针电缆中杂散电容引起的误差的影响。

电容式液位传感器由形成电容器的两个电极操作，通常以两个平行的金属板的形式出现，金属板之间用绝缘（非导电或“介电”）材料隔开。

 从最基本的意义上讲，电容器将静电能量存储在电场中。电容器存储该能量的能力（一种称为“电容”的测量值）会随着向电路施加电压以及绝缘材料体积的增加而增加。

当用作液位传感器时，电容器通过参考被测材料的介电常数和用于完成电路的电压来处理电容，从而工作。这些测量值用于确定容器液位。较高级别的电介质材料会导致更大的电容，这意味着前者可以轻松地通过后者进行测量。

在将射频施加到电容器电路之后，这种电平测量方法有时称为RF电平感测。

举例来说，假设我们正在测量存储在大型金属罐中的高电容溶液。形成电容器的两个电极将采用导电探针（如金属板）和容器壁本身的形式。RF信号被激活，导致低电流流过溶液。该电流根据储罐中溶液的量而变化–电容开关检测到该差，并将其转换为适合特定应用的输出。

除了可以使用的材料和应用范围广泛之外，电容式液位传感器还具有以下优势：

机械简单，

没有活动部件，

所需维护最少。

此外，它们非常适合于点和连续液位测量，并且抗搅拌。

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