電容式物位計

-連續物位測量與點物位測量

1 基本原理

當在容器中安裝了物位傳感電極時，形成了電容器。電極金屬桿充當了電容器的一個極板，而罐壁（或者非金屬容器的參考電極）充當了電容器的另一個極板。隨著物位的上升，圍繞在電極周圍的空氣或氣體被具有不同介電常數的材料所取代。因為極板之間介電常數發生了變化，電容器電容值發生變化。RF（射頻）電容儀表檢測到這個變化，并把它轉換成延時執行或比例輸出信號。

下列公式提供了電容計算關系：

C = 0.225 K ( A / D )

其中：

C = 電容，皮法

K = 物料的介電常數

A = 極板的面積，平方英寸

D = 極板之間的距離，英寸

 

圖 電容式物位計原理

介電常數

是（極板之間材料）電介質存儲電荷能力有關的1至100量度的數值。在實際的測試實驗室中確定材料的介電常數。

在實際應用中，根據被測量的材料和所選擇的物位電極，來以不同的方式獲得電容變化。然而，它們的基本原理都是一樣的。如果使用更高介電常數的材料替換較低的材料，系統的總電容輸出值將增加。如果電極的尺寸制作的更大（有效地增加了表面極），則電容輸出值增加；如果測量電極板與基板之間的距離減小，則電容輸出值降低。

2 優點

電容式物位能在不同的過程條件下正常工作，例如變化的密度、高溫（1000F）、高壓（5000 psi）、黏性/粘的物質、泥漿、泡沫、漿糊。可以使用它來測量固體和液體的點式物位或連續物位，并且它也能很好地進行交界面測量。此外，電容式物位計價格便宜、堅固耐用。

3 局限性

對于電容式物位計來說，由于被測量物質在電極表面形成了一層膜，這所導致的介電常數變化會產生讀取值偏差。有幾種可選方案可抵補電容極板上被測量物質堆積所產生的偏差。在非金屬儲罐或無垂直罐壁的儲罐內，需要增加參考導波桿。電容式物位計的校準是困難的，主要是因為我們無法進行試驗臺校驗，并且蒸汽空間變化也會影響輸出值。濃稠泡沫也會干擾電容式物位計的測量結果。