Princípio de medição, vantagens e desvantagens do medidor de nível capacitivo

Os medidores de nível capacitivos utilizam o princípio do sensor capacitivo de nível de líquido. São adequados para medição de nível de líquidos em usinas elétricas, metalúrgicas, químicas, alimentícias, cervejeiras, farmacêuticas, de tratamento de esgoto, em tambores de caldeiras, etc. Isso porque a detecção capacitiva de nível de líquido praticamente não é afetada por mudanças nas condições do processo. Existem os tipos de medição por flutuabilidade, por pressão diferencial e... sensor capacitivo de nível de combustível Todos esses fatores estão relacionados ao peso do meio na detecção, e a variação do peso do meio na fase gás-líquido causará erros adicionais nos resultados da detecção.

O motivo pelo qual os medidores de nível capacitivos são mais universalmente aplicáveis ​​do que outros tipos de medidores de nível.

Primeiro. O princípio da capacitância medidor de nível de líquido O princípio da medição capacitiva do nível de líquidos baseia-se na formação de um capacitor entre o fio da sonda e o líquido condutor. O núcleo metálico do fio da sonda constitui um dos polos do capacitor, o líquido condutor o outro, e o isolante externo do fio da sonda, uma camada de PPR (polipropilenoglicol) de alta estabilidade, atua como meio entre os dois polos. Com a variação do nível do líquido, a área do líquido ao redor do fio da sonda se altera, o que modifica a área relativa entre os dois polos do capacitor e, consequentemente, a capacitância. A relação entre a altura do líquido e a capacitância pode ser expressa pela fórmula da capacitância de um cilindro concêntrico. A capacitância do capacitor é afetada por três fatores: 1. A distância entre as superfícies de cada eletrodo; 2. O tamanho de cada superfície do eletrodo; 3. A distância entre as superfícies dos eletrodos. Costuma-se dizer que a constante dielétrica do meio intermediário é fixa porque Co, ε e D/d são fixos, então: C=KH, ou seja, a capacitância é proporcional apenas à altura da sonda de imersão no líquido (a área relativa da placa do capacitor).

Segundo. Faixa de medição dos parâmetros do medidor de nível capacitivo: 0,2-20 metros. Precisão: classe 0,5; classe 1,0. Meio de medição: ácido, álcali, sal, água e outros líquidos condutores amorfos e solventes orgânicos com condutividade elétrica ≥ 10⁻³ S/m. Temperatura ambiente: -40 °C a 60 °C. Temperatura do meio: -50 °C a 200 °C. Alimentação: 12,5-30 VCC. Sinal de saída: faixa de 4-20 mA e faixa de ajuste de zero: ≥ 30% da escala completa. Dimensões de instalação: M20×1,5, M27×2, tipo flange. Pressão do recipiente suspenso: -0,05 MPa a 32 MPa.

Características do medidor de nível capacitivo:

1. Estrutura simples: Não possui partes elásticas móveis, o que garante alta confiabilidade e baixa necessidade de manutenção. 2. Fácil instalação: A estrutura integrada demonstra essa característica, permitindo que uma pessoa com uma chave inglesa realize a instalação em dez minutos. 3. Fácil ajuste: Os dois potenciômetros de posição zero e de ajuste de escala permitem ajustes precisos, como deslocamento do ponto zero, compressão ou expansão da escala, dentro da faixa efetiva de detecção de nível de líquido. 4. A detecção de nível de líquido não é afetada por mudanças nas condições do processo. Os medidores de nível de líquido por flutuabilidade, pressão diferencial e isótopos dependem da densidade do fluido detectado, e a variação da densidade da mistura gás-líquido pode causar erros adicionais nos resultados da detecção. 5. Ampla gama de aplicações: É especialmente projetado de acordo com as características específicas do objeto a ser detectado, podendo ser adaptado para a detecção de nível de líquido em diversas condições adversas. 6. Baixo custo operacional, sem impacto adicional, sem peças de desgaste e consumíveis, sem problemas adicionais como depreciação da fonte de radiação, taxa de tratamento de resíduos e proteção radiológica, em comparação com medidores de nível de líquido do tipo isótopo. 7. Leveza: O peso de um medidor de nível de líquido de alta pressão operando a 32 MPa é inferior a dois quilogramas, o que representa algumas décimas do peso de um medidor de nível de flutuador de alta pressão. 8. O medidor de nível de líquido não é adequado para a detecção de meios altamente viscosos, como asfalto fundido. IV. Desvantagens da medição de nível capacitiva: A constante dielétrica do meio medido e da parte superior da superfície do líquido deve ser mantida constante para uma medição precisa; a faixa de medição é limitada pelo comprimento da haste metálica; existem altos requisitos quanto ao material do recipiente; o meio medido deve ser condutor. O transmissor adota o princípio da medição capacitiva, e a camada isolante externa da sonda pode ser baseada em materiais isolantes correspondentes a diferentes meios (como resistência a altas temperaturas, resistência à corrosão, antienvelhecimento e alta estabilidade química). O fio de teste é feito de material de Teflon e é isolado do líquido em teste durante a operação normal. Ao instalar, certifique-se de proteger a camada isolante externa do fio de teste. Uma vez danificada, a vida útil será reduzida ou a instalação falhará. Após a instalação do fio de teste, quando estiver completamente imerso no líquido, a resistência de isolamento entre o fio de teste e o líquido (ou a parede externa do recipiente metálico) deve ser > 20MΩ (medida com um multímetro digital de 20MΩ). A conexão com o transmissor deve ser temporariamente desconectada. 2. Quando o transmissor for instalado ao ar livre, o fio de teste não deve ficar exposto fora do recipiente, para evitar erros de medição caso o fio de teste entre em contato com a água em dias de chuva. 3. A carcaça do transmissor ou as partes de conexão de aço inoxidável na parte inferior da caixa de junção devem estar firmemente conectadas à parede externa do recipiente (aterradas), e sua resistência de contato não deve ser superior a 2 Ω. 4. Em operação normal, o fio de teste não deve ter um diâmetro relativamente grande dentro do recipiente. 5. Ao instalar o fio da sonda, ele deve estar o mais longe possível da parede interna do recipiente, sendo a distância mínima de 100 mm. Em condições adversas, se a distância for inferior a 100 mm, a distância entre o fio da sonda e o recipiente deve ser relativamente fixa. 6. Para sondas flexíveis de fio único, o excesso pode ser puxado pela extremidade superior da conexão do processo e, em seguida, cortado, apertando-se o parafuso de fixação. Para sondas de par trançado, o excesso pode ser enrolado acima do nível do líquido a ser medido. É estritamente proibido enrolar o excesso ao redor do fundo do recipiente ou da área de medição. 7. Quando houver agitação no recipiente ou o líquido puder produzir muitas bolhas, para proteger o fio da sonda e evitar leituras incorretas do nível do líquido causadas por flutuações e bolhas, um tubo metálico ou não metálico com diâmetro interno superior a 80 mm pode ser inserido no recipiente. A extremidade inferior deve ser aberta para receber o orifício de entrada do líquido, e o orifício de ventilação deve ficar abaixo do nível do líquido. Ao usar um tubo de metal, a posição do fio da sonda dentro do tubo deve ser garantida como sendo bastante estável, e o fio da sonda deve ser apoiado e endireitado, se necessário.

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