電容式液位變送器

一、概述

電容式液位變送器，采用射頻電容法測(cè)量原量，適用于電力、冶金、化工、食品、制藥、污水處理、鍋爐汽包等的液位測(cè)量。

二、主要特點(diǎn)

1、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，安裝維護(hù)簡(jiǎn)單，統(tǒng)一外形尺寸。

2、多種信號(hào)輸出形式，方便不同系統(tǒng)配置。

3、聚四氟乙烯探級(jí)，耐酸、堿等強(qiáng)腐蝕性液體及高溫。

4、浸入液體的測(cè)量部分，只有一條四氟軟線或四氟棒式探級(jí)作為傳感，可靠性高。

5、全密封鋁合金外殼及不銹鋼聯(lián)接件。

6、對(duì)高溫壓力容器與測(cè)量常溫常壓一樣簡(jiǎn)單，且測(cè)量值不受被測(cè)液體的溫度、比重及容器的形狀、壓力影響。

7、測(cè)量、輸出兩端和測(cè)量、輸出、電源三端隔離器多種電路結(jié)構(gòu)方式，自帶隔離器，適應(yīng)不同信號(hào)接地方式。

8、完善的過(guò)流、過(guò)壓、電源極性保護(hù)。

三、主要技術(shù)指標(biāo)

測(cè)量范圍：0.2-20米

精度：0.2級(jí)、0.5級(jí)、1級(jí)

探級(jí)耐溫：-40-+250℃

允許容器壓力：-0.1MPa-2.5MPa測(cè)量介質(zhì)：電導(dǎo)率不低于10-3s/m的酸、堿、水等非結(jié)晶導(dǎo)電液體。

供電電源：DC12-35V（隔離式為DC21-27V）

工作電流：（輸出20mA時(shí)）非隔離二線，三線制：20mA

兩端隔離三線制：＜32mA三端隔離四線制＜35mA

輸出信號(hào)：4-20mA（0-10mA，0-20mA）

輸出保護(hù)：27mA

測(cè)量、輸出、電源之間隔離耐壓：1000V

量程調(diào)節(jié)范圍及零點(diǎn)移：≥±30%FS

變送器主體尺寸：φ76×85

四、測(cè)量理原理

電容塵液位測(cè)量原理為探級(jí)與導(dǎo)電液體構(gòu)成一電容器，其中探級(jí)線的金屬內(nèi)芯為電容的一極，導(dǎo)電液體為電容的另一極，中間為高穩(wěn)定性的聚四氟乙烯，即探級(jí)線的絕緣外層作為兩極之間的介質(zhì)，隨著液位的變化，液體包圍探級(jí)線的面積隨之改變，使構(gòu)成電容器兩極的相對(duì)面積改變，導(dǎo)致電容的變化，根據(jù)同心筒狀電容的公式可寫(xiě)出液位高度與電容的關(guān)系：

五、型號(hào)定義

量程范圍

 型號(hào)示例：

量程0.2-20米（具體量程由用戶確定），非隔離二線制，聯(lián)體式軟線探級(jí)，M20×1.5過(guò)程接口

訂貨時(shí)需注明以下參數(shù)：1、量程；2、安裝高度；3被測(cè)介質(zhì)；4、介質(zhì)溫度；5、容器壓力

端已配有相應(yīng)的耐腐蝕瓷質(zhì)重錘。探極線的穩(wěn)固方法也可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況采用底端固定等其它方法。

一般情況下，重錘在容器底部橫臥（如圖18），使探極線下端盡量接近容器底部，將測(cè)量盲區(qū)降至zui小，對(duì)測(cè)量零點(diǎn)不在底部的容器重錘可以懸空，如圖19所示。

六、過(guò)程聯(lián)接

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要，基本過(guò)程聯(lián)接部件份為M20×1.5，M27×2和法蘭.

在變送器部位工作溫度可能＞65℃時(shí)，請(qǐng)選用分體結(jié)構(gòu)，如圖10，產(chǎn)品出廠時(shí)，變送器與接線盒之間帶有1米連接電纜，以使變送器離開(kāi)熱源，安裝時(shí)，連接電纜的多余部分不能剪掉。

七、選件

用于測(cè)鍋爐汽包等壓力容器液位時(shí)，可選配測(cè)量筒，結(jié)構(gòu)如圖11。

其它容器法蘭安裝的選配見(jiàn)圖9示。

 配置平焊鋼法蘭尺寸表

RN4.0                                         表一

八、典型安裝示例

在容器內(nèi)有攪拌或液體可能產(chǎn)生大量汽泡時(shí)，為保護(hù)探極線和液體波動(dòng)及氣泡而產(chǎn)生的虛假液位，可在容器內(nèi)放置一內(nèi)徑＞φ80金屬或非金屬管，管的下端應(yīng)開(kāi)口或留有進(jìn)液孔，液面以上留排氣孔，使用金屬管時(shí)，應(yīng)保證探極線在管內(nèi)位置相對(duì)穩(wěn)定，必要時(shí)對(duì)探極線加支撐。

九、重外錘的配置方法及示例

重錘配置在探極級(jí)的zui下端（僅軟線探極用），其作用為拉直和穩(wěn)固探極線，量程＜0.5米時(shí)，在液面比較平穩(wěn)的情況下也可以靠探極線自身的強(qiáng)度伸直而不配重錘。在出廠時(shí)，探極線的下

十、安裝注意事項(xiàng)

1、變送器采用電容測(cè)量原量，探極線的外絕緣層為耐高溫、耐腐蝕、抗老化且化學(xué)穩(wěn)定性*的聚四氟乙烯材料，正常工作中與被測(cè)液體之間處于絕緣狀態(tài)。安裝時(shí)一定注意保護(hù)好探極線的外絕緣層，一旦損傷，將導(dǎo)致使用壽命縮短或安裝失敗。

探極線安裝結(jié)束后 ，使其全部浸入液體時(shí)，探極線與液體（或金屬容器外壁）的絕緣電阻應(yīng)＞20MΩ（用數(shù)字萬(wàn)用表20MΩ檔測(cè)量），測(cè)量絕緣電阻時(shí)，應(yīng)將探極線與變送器的連接暫時(shí)斷開(kāi)。

2、變送器露天安裝時(shí)，探極線不能裸露于容器以外，以免

十一、接線方式

變送器的引線端子定義如圖所示。

因CO、和D/d固定常數(shù)，所以C=K·H，即電容容量只與液體沒(méi)探級(jí)的高度成正比。

為適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)配電及不同信號(hào)接地方式，變送器的電路結(jié)構(gòu)分為非隔離二線制，測(cè)量，輸出兩端隔離三線制和測(cè)量、輸出、電源三端隔離四線制，原理見(jiàn)圖2，圖3，圖3，圖4，圖5。

非隔離變送器可在DC12-35V電源下可靠工作，電源電壓與輸出信號(hào)負(fù)載電阻的關(guān)系如圖6所示。對(duì)隔離式變送器，供電電源必須保證在21-27V范圍內(nèi)。

十二、調(diào)試

 1、零點(diǎn)調(diào)校

在變送器安裝完畢后，將信號(hào)回路串入電流表，液位處于測(cè)量的zui低位置時(shí)，調(diào)整“零點(diǎn)調(diào)節(jié)”電位器（在電路板標(biāo)有“W1”，）如圖，使信號(hào)輸出4mA，（順時(shí)針調(diào)節(jié)零點(diǎn)升高，反時(shí)針調(diào)節(jié)零點(diǎn)減小）。

2、量程調(diào)校

液位上升至zui高測(cè)量點(diǎn)時(shí)，變送器輸出應(yīng)為20mA，如有偏差，可調(diào)整“量程調(diào)節(jié)”電位器（電路板標(biāo)有“W2”，）如圖，順時(shí)針調(diào)節(jié)輸出增大，反時(shí)針調(diào)節(jié)輸出減小，但應(yīng)注意量程調(diào)整后會(huì)影響零點(diǎn)，所以每次調(diào)整量程電位器后必須重新校正零點(diǎn)，而量程電位一旦確定后，零點(diǎn)的校正不會(huì)影響量程。因此，變送器在出廠時(shí)，已將“量程調(diào)節(jié)”電位器校準(zhǔn)在用戶要求的量程，安裝時(shí)只需校正零點(diǎn)即可。

零點(diǎn)與量程的調(diào)整必須在變送器通電15分鐘電路工作穩(wěn)定后進(jìn)行，且盡量接近正常工作時(shí)的溫度，壓力等條件。

十三、訂貨時(shí)請(qǐng)注明

1、型號(hào)

2、量程

3、安裝高度

4、被測(cè)介質(zhì)名稱、壓力及溫度

雨天探級(jí)線著水出現(xiàn)測(cè)量誤差。

3、變送器的外殼或接線盒下部的不銹鋼過(guò)程聯(lián)接部件，必須可靠與容器外壁連接（接地），其接觸電阻不能大于2Ω。

4、在正常工作中，探級(jí)線在容器內(nèi)不能有較大的擺動(dòng)幅度，否則會(huì)出現(xiàn)信號(hào)不穩(wěn)定現(xiàn)象。

5、探級(jí)線安裝時(shí)，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離容器內(nèi)壁，zui小距離不通＜100mm。當(dāng)受條件限制，距離＜100mm時(shí)，探級(jí)線與容器壁的距離必須保證相對(duì)固定。

6、對(duì)單線軟探極，多余部分可通過(guò)過(guò)程聯(lián)接件上端拉出后剪掉，然后擰緊螺栓，而雙絞線探級(jí)，多余部分可盤(pán)扎在被測(cè)液面以上，不允許將多余部分盤(pán)繞在容器底部有效測(cè)量段。

十四、常見(jiàn)故障及排除方法