© Siemens, 2019 Измерение уровня Сигнализаторы уровня Емкостные сигнализаторы уровня Радиочастотное емкостное измерение Обзор Принцип работы Введение Датчики номинального уровня и материала с функцией реги- страции по принципу обратной зависимости частоты от емко- сти выдерживают работу в тяжелых условиях при повышенном давлении и высокой температуре. Общие термины Емкость Свойство системы из проводников и диэлектриков, которое по- зволяет сохранять электрический заряд при наличии разности потенциалов между проводниками. Значение емкости выража- ется как отношение количества электричества к разности по- тенциалов. Единица измерения емкости — фарад.
Технология обратно пропорциональной зависимости частоты Устройства «Сименс» с функцией регистрации по принципу об- ратной зависимости частоты от емкости подразумевают уни- кальный подход к измерению уровня с использованием ча- стоты. Емкостные устройства контролируют величину емкости на основе изменения частоты. Между емкостью и частотой су- ществует обратно пропорциональная зависимость. Поскольку небольшие изменения уровня приводят к значительным изме- нениям частоты, в результате достигаются исключительное разрешение и высокая точность. Конденсатор Устройство в электрической цепи, которое обладает способно- стью сохранять электрический заряд.
Обычно конденсатор имеет два проводника или электрода, разделенных слоем то- конепроводящего материала, который называется диэлектри- ком. Когда на проводниках по противоположным сторонам ди- электрического слоя источником напряжения создаются противоположные заряды, электрическая энергия заряженной системы сохраняется в поляризованном диэлектрике. 4 Принцип действия Диэлектрическая постоянная Устройства с функцией регистрации по принципу обратной за- висимости частоты от емкости требуют наличия двух компо- нентов: контрольного электрода переменного конденсатора и измерительного электрода.
При емкостном измерении уровня среда (обычно стенки сосуда) выступает в качестве кон- трольного электрода, а зонд выполняет функцию измеритель- ного электрода. Диэлектрик состоит из содержимого сосуда и изоляционного слоя (если измерительный электрод изолиро- ван). Способность диэлектрика сохранять энергию электрических зарядов под действием электростатического поля. Данная ве- личина измеряется через отношение, которое сравнивает ем- кость конденсатора с материалом, выступающим в нем каче- стве диэлектрика, с емкостью конденсатора, в котором в качестве диэлектрика используется вакуум (сухой воздух): диэлектрическая постоянная воздуха = 1.
Активный экран Часть зонда изолирована от активного участка измерения. Сиг- нал датчика подключается к сегменту активного экрана зонда, исключая возникновение разности потенциалов между экра- ном и участком измерения. Таким образом, на сегмент экрана зонда вблизи технологического соединения не влияют измене- ния концентрации пара, накопление материала, пыль или явле- ние конденсации. Принцип действия Диэлектрик = содержимое плюс изоляция (токонепроводящее содержимое) Диэлектрик = изоляция (токопроводящее содержимое) Диам.
зонда Внутренняя стенка сосуда (Изоляция) Трубка зонда Внутренний диаметр сосуда Принцип работы емкостного датчика с функцией регистрации по принципу обратной зависимости частоты от емкости На величину емкости влияют площадь поверхности электро- дов, расстояние между электродами и диэлектрическая посто- янная содержимого сосуда. Диэлектрическая постоянная — физическая величина, определяющая способность материала сохранять энергию. Относительная диэлектрическая постоян- ная воздуха (вакуума) равна 1; все остальные материалы имеют более высокие значения. 4/8 Siemens FI 01 · 2019