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1、《自动化仪表》第22卷第9期 2001年9月电容式物位计在应用中应注意的几个问题SomeproblemstobeNotedinApplicationofCapacitanceMaterialLevelMeter赵聪颖(天津石化公司炼油厂,天津 300271)下端浸至被测容器底部,上端与安装法兰有可靠的导1 电容式物位计的工作原理电连接,以使二电极中有一个与大地及仪表地线相连,电容式物位计由电容式物位传感器和检测电容的保证仪表正常测量。线路组成。其基本工作原理是电容式物位传感器把物②测量非导电液体的电容物位传感器,当用于较位转换为电容量的变化,然后再用测量电容量的方法稀的非导
2、电液体(如轻油等)时,可采用一金属电极,外求知物位数值。部同轴套上一金属管,相互绝缘固定,以被测介质为中电容式物位传感器是根据圆筒电容器原理进行工间绝缘物质构成同轴套筒形电容器。作的。其结构如同2个长度为L、半径分别为R和r③当测量粉状非导电固体料位和粘滞性非导电的圆筒型金属导体,中间隔以绝缘物质,当中间所充介液体液位时,可采用金属电极直接插入圆筒型容器的质是介电常数为ε1的气体时,两圆筒的电容量为中央,将仪表地线与容器相连,以容器作为外电极,料C1=2πε1L/R/(lnR/r)(1)或液体作为绝缘介质构成圆筒型电容器。 如果电极的一部分被介电常数为ε2的液体(非导所以
3、应根据现场实际情况,即被测介质的性质(导电性的)浸没时,则必须会有电容量的增量ΔC产生电特性、粘滞性)、容器类型(规则/非规则金属罐、规则(因ε2>ε1),此时两极间的电容量C=C1+ΔC。假如/非规则非金属罐),选择合适的电容物位计。电极被浸没长度为l,则电容增量为2.2 测量回路中接地点的处理ΔC=2π(ε2-ε1)l/(lnR/r)(2)仪表测量回路中接地点的正确、可靠与否直接影当ε2、ε1、R、r不变时,电容量增量ΔC与电极浸没的响被测参数的测量。大修时,我厂采用BTY2C型电容长度l成正比,因此测出电容增量数值便可知道液位物位计对油品精制8个碱液罐进行液面监控,由
4、于碱高度。液罐位于防爆区,所以最初设计测量回路中引入齐纳如果被测介质为导电性液体时,电极要用绝缘物式输入安全栅(见图1)。(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极。假设中间介质的介电常数为ε3,电极被浸没长度为l,则此时电容器所具有的电容量为C=2πε3l/(lnR/r)(3)其中:R和r分别为绝缘覆盖层外半径和内电极外半径。由于ε3为常数,所以C与l成正比。2 电容式物位计在应用中应注意的几个问题图1 采用齐纳式输入安全栅的系统接线图2.1 选型安装调试发现,系统无法正常工作:安全栅2端电由于被测介质的不同,电容式物位传感器有不同压高达23V,而变送器(
5、电容物位计)供电电压为0V,也的型式。就是说已短路。仔细查找原因,发现是由于电容物位①测量导电液体的电容物位传感器,容器(规则)计的电路结构所致。电容物位计的探头为等效电容的和液体作为电容器的一个电极,插入的金属电极作为一极,对于外壁规则的金属容器,其罐壁为电容的另一另一电极,绝缘套管作为中间介质,三者组成圆筒形电极。因此变送器信号负接地,而齐纳栅也接地则变送容器。当容器为非导电体时,需另加一个接地电极,其器被短路。于是将接地COM点悬空,观察到开始时变34PROCESSAUTOMATIONINSTRUMENTATION,Vol.22,No.9,Sep.,2001电容式物位
6、计在应用中应注意的几个问题 赵聪颖送器输出在4mA,安全栅2端电压在0186V,不长时间2.4 标定方法变为116V,7V,变送器工作很不稳定,这是由于COM①如果现场条件好、液面可以随意调整,那么先点悬空,系统回路受外部干扰所致。于是抛开安全栅使液面下降至零点,调整零点电位器使显示仪表指示与COM板,将24V电源直接送到变送器,串入标准电0%,电流输出为4mA;使液面上升至满点,调整量程电流表检测变送器工作情况,变送器工作正常。得出结位器使显示仪表指示100%,电流输出为20mA。重复论:由于电容物位计信号负与大地(罐壁)相连,因此不上述调整步骤,直到零满位准确为止。能选
7、用齐纳式安全栅。经与厂家协商,选用IS4000系②如果不可能重复进行现场设备液位排空和满列隔离式安全栅,因为BTY2C系列电容物位计与位的调整,则采用传感器提升方法。IS4000系列隔离式安全栅已进行系统安全防爆联合取假设安装时液面高度为h1,将传感器提起Δh,从证。选用IS4000系列隔离式安全栅系统接线如图2所公式示。由于隔离式安全栅的电源、输入、输出信号三者隔Δh/h=(I1-I2)/16离,避免了系统间的相互干扰,以及系统多点接地问计算出I2。其中h为满量程时液面高度;I1为液面高题。度为h1的电流输出;I
