Здравейте! Като доставчик на нивомери често ме питат как работят различните видове нивомери. Днес ще се съсредоточа върху капацитивните нивомери. Тези малки устройства са доста готини и разбирането как работят може да ви помогне да решите дали са подходящите за вашите нужди.
Основи на капацитета
Преди да се потопим в това как работят капацитивните нивомери, нека бързо да разгледаме какво е капацитет. Капацитетът е способността на системата да съхранява електрически заряд. Това е като малка електрическа единица за съхранение. Можете да мислите за това като за кофа, която може да побере вода. Колкото повече вода може да побере кофата, толкова по-голям е нейният „капацитет“. В света на електричеството, колкото повече заряд може да съхранява една система, толкова по-голям е нейният капацитет.
Капацитетът се измерва във фаради (F), но в повечето практически приложения имаме работа с много по-малки единици като микрофаради (μF) или пикофаради (pF). Капацитетът между две проводими плочи зависи от няколко неща: площта на плочите, разстоянието между тях и материала (или диелектрика) между плочите.
Как работят капацитивните нивомери
Капацитивният нивомер използва принципа на капацитета за измерване на нивото на вещество в резервоар или контейнер. Основната настройка се състои от сонда (обикновено метален прът или тръба), която се вкарва в резервоара. Тази сонда действа като една от проводимите плочи в кондензатор. Стената на резервоара или друг референтен електрод може да действа като друга плоча.
Когато резервоарът е празен, диелектрикът между сондата и референтния електрод обикновено е въздух. Въздухът има относително ниска диелектрична константа. Докато резервоарът се пълни с вещество (като течност или твърдо вещество), диелектрикът между сондата и референтния електрод се променя. Повечето течности и твърди вещества имат по-висока диелектрична константа от въздуха.
Тъй като нивото на веществото в резервоара се повишава, повече от сондата е заобиколено от веществото с по-висока диелектрична константа. Това води до увеличаване на капацитета между сондата и референтния електрод. Нивомерът измерва тази промяна в капацитета и я преобразува в измерване на ниво.
Нека разделим процеса на няколко стъпки:
- Първоначална настройка: Нивомерът се калибрира, когато резервоарът е празен. Манометърът записва първоначалната стойност на капацитета, която съответства на състоянието на празен резервоар.
- Пълнеж с вещество: Докато резервоарът се пълни с веществото, диелектрикът около сондата се променя и капацитетът започва да се увеличава.
- Измерване на капацитет: Нивомерът непрекъснато измерва капацитета между сондата и референтния електрод.
- Изчисляване на ниво: Въз основа на данните за калибриране и измерения капацитет, уредът изчислява нивото на веществото в резервоара.
- Изход: След това изчисленото ниво се показва на локален индикатор или се предава на контролна система чрез електрически сигнал (като 4 - 20 mA сигнал).
Предимства на капацитивните нивомери
Капацитивните нивомери имат няколко предимства, които ги правят популярен избор в много приложения:
- Универсалност: Те могат да се използват за измерване на нивото на течности, твърди вещества и дори суспензии. Независимо дали имате работа с вода, масло, зърна или прах, капацитивен нивомер може да свърши работата.
- Ненатрапчив (в някои случаи): Някои капацитивни нивомери могат да бъдат монтирани от външната страна на резервоара, без да е необходимо да проникват в стената на резервоара. Това е чудесно за приложения, при които не искате да рискувате течове или замърсяване.
- Висока точност: Капацитивните нивомери могат да осигурят точни измервания на нивото, особено когато са правилно калибрирани.
- Лесен монтаж: Те са относително лесни за инсталиране в сравнение с някои други видове нивомери. Просто трябва да поставите сондата в резервоара и да свържете електрическото окабеляване.
Ограничения на капацитивните нивомери
Разбира се, никой нивомер не е перфектен, а капацитивните нивомери имат няколко ограничения:
- Диелектрични вариации: Ако диелектричната константа на измерваното вещество се промени (например поради промени в температурата или състава), това може да повлияе на точността на измерването на нивото.
- Покритие и натрупване: С течение на времето сондата може да се покрие с веществото, което се измерва. Това покритие може да промени капацитета и да доведе до неточни показания. Може да е необходима редовна поддръжка, за да се поддържа сондата чиста.
- Електрически смущения: Капацитивните нивомери са чувствителни към електрически смущения. Ако наблизо има други електрически устройства или ако кабелите не са добре екранирани, това може да причини грешки в измерването.
Приложения на капацитивни нивомери
Капацитивните нивомери се използват в широк спектър от индустрии и приложения:
- Химическа промишленост: Те се използват за измерване на нивото на химикали в резервоари за съхранение, реактори и тръбопроводи. Химикалите могат да имат различни диелектрични константи, но капацитивните нивомери могат да бъдат калибрирани, за да се справят с тези вариации.
- Хранително-вкусова промишленост: Капацитивните нивомери се използват за измерване на нивото на течности като мляко, сок и бира в резервоари за съхранение. Те се използват и за измерване на нивото на твърди вещества като зърнени храни и захар.
- Фармацевтична индустрия: Във фармацевтичната индустрия точното измерване на нивото е от решаващо значение за гарантиране на качеството и безопасността на продуктите. Капацитивните нивомери се използват за измерване на нивото на течности и прахове в производствените процеси.
- Пречистване на води и отпадъчни води: Капацитивните нивомери се използват за измерване на нивото на водата в резервоари за съхранение, утаители и пречиствателни станции.
Нашите препоръки за продукти
Като доставчик на нивомери, ние предлагаме разнообразие от висококачествени капацитивни нивомери и други продукти за измерване на ниво. Например, наБезконтактен радарен нивопредавател Rosemount 5408 | 2 - Жичен FMCW радаре чудесен вариант за безконтактно измерване на ниво. Той използва радарна технология, за да осигури точни измервания на нивото, без да е необходимо сонда да е в контакт с веществото.
Ако търсите превключвател за ниво на твърди вещества,Превключвател за ниво на твърди вещества Rosemount™ 2555 - Капацитивна сондае надежден избор. Той използва технология за капацитет, за да открие наличието или отсъствието на твърди вещества в резервоар или контейнер.
За радарно измерване на ниво с насочени вълни,Трансмитер за ниво Rosemount™ 3302 - радар с насочени вълние отличен вариант. Той използва сонда за насочване на радарния сигнал и осигурява точни измервания на нивото на течности и твърди вещества.
Заключение
Капацитивните нивомери са универсален и полезен инструмент за измерване на нивото на вещества в резервоари и контейнери. Като разберете как работят, можете да вземете информирано решение дали те са правилният избор за вашето приложение. Ако имате някакви въпроси относно нашите нивомерни продукти или се нуждаете от помощ за измерване на нивото във вашата индустрия, не се колебайте да се свържете с нас. Ние сме тук, за да ви помогнем да намерите най-доброто решение за вашите нужди. Свържете се с нас днес, за да започнем дискусия относно вашите изисквания за измерване на нивото и да проучите как нашите продукти могат да бъдат от полза за вашите операции.
Референции
- „Наръчник за измерване на нивото“ от Endress + Hauser
- „Инструментални и контролни системи“ от Тони Бекуит, Брайън Бъкли и Алистър Кембъл
