电容式液位计原理学习资料

液位计的工作原理液位计主要用于生产过程中对罐、釜、塔等液位或界面的检测与控制。

操作使用中应先了解液位计工作原理。

1、电容式液位计原理是采用测量电容的变化来测量液面的高低的。

它是一根金属棒插入盛液容器内，金属棒作为电容的一个极，容器壁作为电容的另一极。

两电极间的介质即为液体及其上面的气体。

由于液体的介电常数ε1和液面上的介电常数ε2不同，比如：ε1>ε2，则当液位升高时，两电极间总的介电常数值随之加大因而电容量增大。

反之当液位下降，ε值减小，电容量也减小。

所以，可通过两电极间的电容量的变化来测量液位的高低。

电容液位计的灵敏度主要取决于两种介电常数的差值，而且，只有ε1和ε2的恒定才能保证液位测量准确，因被测介质具有导电性，所以金属棒电极都有绝缘层覆盖。

电容液位计体积小，容易实现远传和调节，适用于具有腐蚀性和高压的介质的液位测量。

2、放射形物位计原理是利用物位的高低对放射形同位素的射线吸收程度不同来测量物位高低的，它的测量范围宽，可用于低温、高温、高压容器中的高粘度、高腐蚀、易燃易爆介质物位的测量。

但此类仪表成本高，使用维护不方便，射线对人体危害性大。

3、超声波物位计原理是利用超声波在气体、液体或固体中的衰减、穿透能力和声阻抗不同的性质来测量两种介质的界面。

此类仪表精度高、反应快，但成本高、维护维修困难，都用于要求测量精度较高的场合。

4、玻璃管液位计和玻璃板液位计统称为连通器式液位计。

连通器式液位计原理就是应用最普通的玻璃液位计，它的特点是结构简单、价廉、直观，适于现场使用，但易破损，内表面沾污，造成读数困难，不便于远传和调节。

5、差压式液位计原理有气相和液相两个取压口。

气相取压点处压力为设备内气相压力；液相取压点处压力除受气相压力作用外，还受液柱静压力的作用，液相和气相压力之差，就是液柱所产生的静压力。

这类仪表包括气动、电动差压变送器及法兰式液位变送器，安装方便，容易实现远传和自动调节，工业上应用较多。

d A C ε=电容式液位传感器及测量原理1引言 (1)2电容式液位传感器的结构与测量原理 (1)2.1电容式液位传感器的结构 (1)2.2电容式液位传感器的工作原理 (3)3电容式液位传感器的特点 (6)1引言电容式传感器利用了非电量的变化转化为电容量的变化来实现对物理量的测量。

电容式传感器广泛用于位移、振动、角度、加速度等机械量的精密测量，并正逐步扩大到压力、差压、液面（料位）、成分含量等方面的测量。

电容式传感器具有以下几个特点：1）机构简单，体积小，分辨力高；2）可实非接触式测量；3）动态效应好。

电容式传感器的固有频率很高，因此动态效应时间短，且其介质耗损小，可使用较高的工作频率，可用于测量高速变化的参数；4）温度稳定性好。

它本身发热量极小；5）能在高温、辐射和强振动等恶劣条件下工作6）电容量小，功率小，输出阻抗高，因此，负载能力差，易受外界抗干扰产生不稳定现象。

2电容式液位传感器的结构与测量原理2.1电容式液位传感器的结构电容式传感器是把被测的非电量转换为自身电容量变化的一种传感器。

这些被测量是用于改变组成电容器的可变参数而实现其转换的。

电容式传感器的基本工作原理可以用最普通的平行极板电容器来说明。

两块相互平行的金属极板，当不考虑其边缘效应（两个极板边缘处的电力线分布不均匀引起电容量的变化）时，其电容量为：（1）公式中 ——电容极板间介质的介电常数；A ——两平行板所覆盖的面积；d ——两平行板之间的距离。

因此只要改变其中的一个参数，就会引起电容量的变化，根据这一电容结构关系可构成变极距电容传感器，变面积型电容传感器和变介质型传感器、用于测量液位的电容式传感器。

是利用容器中的物料为恒定的介电常数时，极间电容正比于液位的原理而构成的，并应用电子学方法测量电容值，从而探测液面位置信息。

特点是液位测量只与电容结构有关，与物料的密度无关根据这一特点，可采用圆筒形结构构成变面积型的液位传感器，这种传感器结构的探头是由这两个电极极板构成，通过气、液或料相介质的高度不同引起极间电容改变来探测物面位置的。

电容液位计的原理一、电容式物位计液位计的工作原理电容式物位计由电容式物位传感器和检测电容的线路组成。

其基本工作原理是电容式物位传感器把物位转换为电容量的变化，然后再用测量电容量的方法求知物位数值。

电容式物位传感器是根据圆筒电容器原理进行工作的。

其结构如同2个长度为L 、半径分别为R和r的圆筒型金属导体，中间隔以绝缘物质，当中间所充介质是介电常数为ε1的气体时，两圆筒的电容量为：如果被测介质为导电性液体时，电极要用绝缘物（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：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ε 3 为常数，所以C 与l 成正比。

如果电极的一部分被介电常数为ε2的液体（非导电性的）浸没时，则必须会有电容量的增量△C 产生（因ε2>ε1），此时两极间的电容量C=C1+△C。

假如电极被浸没长度为l，则电容增量为：当ε2、ε1、R、r不变时，电容量增量△C与电极浸没的长度l 成正比，因此测出电容增量数值便可知道液位高度。

二、电容式物位计液位计在应用中应注意的几个问题1、选型由于被测介质的不同，电容式物位传感器有不同的型式。

（1）测量非导电液体的电容物位传感器，当用于较稀的非导电液体（如轻油等）时，可采用一金属电极，外部同轴套上一金属管，相互绝缘固定，以被测介质为中间绝缘物质构成同轴套筒形电容器。

（2）测量导电液体的电容物位传感器，容器（规则）和液体作为电容器的一个电极，插入的金属电极作为另一电极，绝缘套管作为中间介质，三者组成圆筒形电容器。

当容器为非导电体时，需另加一个接地极，其下端浸至被测容器底部，上端与安装法兰有可靠的导电连接，以使二电极中有一个与大地及仪表地线相连，保证仪表正常测量。

（3）当测量粉状非导电固体料位和粘滞性非导电液体液位时，可采用金属电极直接插入圆筒型容器的中央，将仪表地线与容器相连，以容器作为外电极，料或液体作为绝缘介质构成圆筒型电容器。

电容式液位变送器原理：是采用侦测液位变化时所引起的微小电容量（通常为pf）差值变化，由专用的ada电容检测芯片进行信号处理，可以输出多种信号通讯协议，如：io，bcd，pwm，uart，iic…，电容式液位检测的最大优势在于可以隔着任何介质检测到容器内的水位或液体的变化，大大扩展了实际应用，同时有效避免了传统液位检测方式的稳定性、可靠性差的弊端，甚至在某些特殊领域不能检测的问题。

该专用ada电容检测芯片由于内置mcu双核处理，就可以实现很多特殊控制功能，甚至实现更多的集成化、智能化水位检测功能，诸如太阳能热水器、咖啡壶等应用中掉电后的水位变化也能可靠检测当前水位，电容式液位检测是目前液位变送器中最有优势的检测方法。

有些放大器对前开关来选择扬声器a或b或a和b，液位变送器如果不是，您将需要一个扬声器选择开关。

只要开关打开或关闭扬声器良好，选择开关里面有一些多余的部分，以确保放大器是不超载。

你可以设计为4或8欧姆开关放大器输出。

他们确定了由放大器看到不降到4或8欧姆负载分别。

您的开关信息可能会说“与4欧姆负载或以上”的发言者不超过4欧姆。

这意味着，只要每一位发言者是采用4或6或8欧姆，你不会有问题。

在你回来放大器，输出评价应该可见。

比如，它可以说每声道50瓦rms的4欧姆。

对于这种情况下，选择一个4欧姆开关。

确保你的开关思想的有效值评级是合适的放大器。

保护您的放大器应该有内在的。

您的发言者也应该有一个装载或阻抗值对他们说这可能回显示8欧姆，例如。

接下来，您需要决定您需要多少产出。

你可以得到2，4或8通道单元容易。

这就是你的单位线是连接在放大器（左，右）的输出开关的输入。

接下来，液位变送器连接您现有的喇叭输出1和输出2，3等为您的新的立体声双扬声器。

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项目三、电容式液位计安装、校验与调试一、实训目的校验电容式液位计，检测电容式液位计的量程、和输出电流信号，了解液位计的工作原理及性能特点等。

二、相关知识1.仪表的相关知识（1）工作原理电容式液位计是根据电容的变化来实现液位高度的测量的液位仪表，在测量时将一根金属棒深入别测容器的溶液中，将金属棒作为电容的一级，将容器壁作为电容的另一极。

在工作时，将两个电极之间分别处于两种介质之中，而这两种介电常数肯定是不同的，液体的介电常数ε1和气体的介电常数ε2之间存在一个差，这样同一段距离中ε1和ε2的比例不同，加和的结果也不同。

电容式液位计测量时，假设ε1〉ε2，那么当液位升高时，ε1占据的比例增大而ε2占据的比例减小，两个电极之间的总的介电常数值也会随之增大而电容量也会随之增加，通过对电容量增加值的测量就可以得到液位高度值。

（2）适用范围与特点本仪表在借鉴国内外产品的基础上，通过公司全体同仁不懈努力和技术人员精心设计，使得产品具有：结构简单、安装方便、性能可靠的优点；同时电极为不锈钢材料制造、耐腐蚀性强、绝缘和导电性物料均能使用，且维修量小。

本仪表可广泛的应用于石油、化工、电力、冶金、食品、环保等工业部门对开口或有压容器中的物位进行监测。

只是，本仪表不适于介电常数或物料湿度变化过大的场合及物料颗粒大于15mm而不能与电极良好接触的固体介质。

（3）主要技术参数工作电压： DC24V输出信号：二线制DC4～20mA负载电阻：0~250Ω（电源DC24V）测量范围：杆式0~3500mm、缆式2~20m范围内任意选用测量精度：≤±1% F·S：（量程1m以内为±5mm）被测介质为结晶、结垢或粘度很高时对测量精度有一定影响。

防护等级：IP65环境温度：-40～45℃过程温度：普通型： -20～60℃、中温型： -40～200℃、高温型： -40～800℃介质压力：压力型≤3MPa（其余型号为常压）传感器与二次仪表的连线及距离：距离 <200m，用直径1.5mm以上的导线（最好是双绞线）连接，每条导线电阻应小于3欧姆连接方式：螺纹连接、法兰连接，由用户选择。

电容式液位计电容法液位测量原理为探极线与导电液体构成一电容器，其中探极线的金属内芯为电容的一极，导电液体为电容的另一极，中间为高稳定性的 PPR或聚氟乙烯，即探极线的绝缘体外层作为两级之间的介质，随着液位的变化，液体包围探极线的面积随之改变，使构成电容器两极的相对面积改变，导致电容的变化，根据同心筒状电容的公式可写出液体高度与电容的关系、电容液位计原理电容法液位测量原理为探极线与导电液体构成一电容器，其中探极线的金属内芯为电容的一极，导电液体为电容的另一极，中间为高稳定性的 PPR或聚氟乙烯，即探极线的绝缘体外层作为两级之间的介质，随着液位的变化，液体包围探极线的面积随之改变，使构成电容器两极的相对面积改变，导致电容的变化，根据同心筒状电容的公式可写出液体高度与电容的关系，电容器的电容受三个因素的影响：①各个电极面之间的距离②各电极面的大小③电极面之间介质的介电常数因Co、ε和D/d为固定常说，所以：C=KH，即电容量只与液体浸没探极的高度（电容极板的相对面积）成正比。

电容液位计参数测量范围：0、2-20米精度：0、5级；1、0级测量介质：电导率≥10-3s/m的酸、碱、盐、水等非结晶导电液体及有机溶剂环境温度：-40℃-60℃介质温度：-50℃-200℃供电电源：12、5-30VDC输出信号：4-20mA量程及零点调节范围：≥30%FS安装尺寸：M201、5、M272、法兰式、悬挂式容器压力：-0、05MPa～32 MPa电容液位计特点1、结构简单：无任何可动弹性零部件，因此可靠性相对较高，维护量极少，一般情况下，不必进行常规的大中小修。

2、安装方便：内装式结构尤其显示出这一特点，一个人，一把扳手，几分钟即可装好。

3、调整方便：零位、量程两个电位器可在液位检测有效范围内任意进行零点迁移或量程的压缩或扩展。

4、液位检测基本不受工艺条件变化的影响。

而浮力式、差压式、同位素式液位计在检测中都与介质的重度有关，气液相介质的重度变化都会使检测结果产生附加误差。

电容式液位计测量原理
“嘿，这玩意儿到底是咋测液位的呢？”我和小伙伴们在科学实验室里，看着一个奇怪的仪器，心里充满了好奇。

这个仪器就是电容式液位计啦。

它长得有点像个小盒子，上面有一些电线和屏幕。

那它里面都有啥关键部件呢？有一个探头，就像个小侦探，能探测到液位的高低。

还有一些电路，就像小魔法师一样，把探测到的信号变成数字显示在屏幕上。

这电容式液位计到底是咋工作的呢？哎呀，就像我们玩捉迷藏的时候，找小伙伴一样。

探头发出一种信号，就像我们喊小伙伴的声音。

当这个信号碰到液体的时候，就会有反应，就像小伙伴听到我们的声音回应我们一样。

然后这个反应就被电路接收，变成我们能看懂的数字。

哇，是不是很神奇？
有一次，我去奶奶家的水缸旁边玩。

奶奶说不知道水缸里还有多少水。

这时候我就想，要是有个电容式液位计就好了。

可以很容易地知道水缸里的水够不够用。

就像我们在学校里考试的时候，有个好的尺子就能量出我们的成绩好不好。

电容式液位计就像是一个小帮手，能帮我们知道液体有多少。

在工厂里，电容式液位计也很重要呢。

工人叔叔们可以用它来知道大罐子里的液体够不够，要不要加。

就像我们玩游戏的时候，知道自己还有多少能量，要不要补充一样。

电容式液位计真的好厉害啊！它能帮我们知道液体的多少，让我们的生活更方便。

我以后也要好好学习科学知识，发明更多有用的东西。

电容式液位计工作原理 SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-b电容式液位计原理？答：电容传感器是利用改变电容的几何尺寸或改变介质的性质和含量，从而使电容量发生变化的原理制成的。

主要用于压力、位移、液位、厚度、水分含量等参数的测量。

电容式液位计是采用测量电容的变化来测量液面的高低的。

它是一根金属棒插入盛液容器内，金属棒作为电容的一个极，容器壁作为电容的另一极。

两电极间的介质即为液体及其上面的气体。

由于液体的介电常数ε1和液面上的介电常数ε2不同，比如：ε1>ε2，则当液位升高时，两电极间总的介电常数值随之加大因而电容量增大。

反之当液位下降，ε值减小，电容量也减小。

所以，可通过两电极间的电容量的变化来测量液位的高低。

电容液位计的灵敏度主要取决于两种介电常数的差值，而且，只有ε1和ε2的恒定才能保证液位测量准确，因被测介质具有导电性，所以金属棒电极都有绝缘层覆盖。

电容液位计体积小，容易实现远传和调节，适用于具有腐蚀性和高压的介质的液位测量。

电容式液位测量装置的结构和工作原理电容法是用一电容探头感受物面位置的变化。

附图（图7-17电容式液位测量结构示意图）a所示为几种用于连续测量的电容探头结构。

l是部分或整体绝缘的棍电极，3、4是拉紧或放松的绳电极。

如果容器壁由导电材料制成，则只需装入电极1或3或4，容器壁作为另一电极与外壳相连（接地）。

如果容器壁由非金属材料制成，则必须使用具有内外电极的管式电极2，或对电极l、3、4另附一个反电极5，也可用金属带6与l、3、4组合，5、6均需接地。

测量时，电容器的上部隔着空气，下部充满液体或其它材料。

空气的介电常数ε0＝l，被测物的介电常数为εr。

物位变化时，电容器的电容变化值ΔC与被测材料的物位高度x成线性关系，即(12.12)式中h—电容器的总高度；C0—初始电容值。

图7-17b所示是一些进行物位极限位置监控的电容测头结构。

电容式压力变送器测量液位的工作原理概述电容式压力变送器是一种应用广泛的工业仪表，它可以用来测量液位、压力和重量等物理量。

测量液位是其主要的应用之一。

本文将介绍电容式压力变送器测量液位的工作原理。

一、液位的定义和测量方法液体是一种没有固定形状的物质，它会根据容器的形状而变化。

液位是指液体表面和容器上方的空气界面之间的距离，通常是以毫米或英寸为单位的。

1.机械式液位计：机械式液位计通常由浮子、指针和刻度盘组成。

当浮子随着液位的升降而上下移动时，指针也随之移动，指向刻度盘上相应的液位刻度。

该种液位计具有机械结构复杂、易损坏、测量范围受限等缺点。

2.雷达液位计：雷达液位计是利用无线电波测量液位的一种方法。

它通过将电磁波向液面发射，然后接收反射的电磁波，根据电磁波的时间延迟计算出液位。

该种液位计具有功耗大、成本高等缺点。

3.压力式液位计：压力式液位计是利用液体的压力和下方的压力传感器之间的差值来测量液位的。

该种液位计需进行现场校准，在寒冬或炙热的夏季，液体的密度也会发生变化，导致测量不准确。

4.电容式液位计：电容式液位计是利用电容变化与液位变化的关系来测量液位的。

电容式液位计具有结构简单、测量范围广、精度高等优点，成为一种应用广泛的液位测量方法。

二、液位测量仪的组成电容式液位计主要由测量电极、槽体（容器）和信号处理电路组成。

测量电极：测量电极是一个嵌入液体中的金属杆或井，它与槽体的底部保持一定距离，测量电极的长度则取决于测量范围。

当测量电极与槽体内的液面之间存在一个空气间隙时，就会形成一个电容器。

槽体：槽体是储存或运输液体的容器，它可以是金属、塑料或陶瓷等不同的材料，具体取决于它的应用环境。

信号处理电路：信号处理电路是电容式液位计的核心部分，它从测量电极处接收到电容变化的信号，经过处理和计算后，将液位高度转换成标准信号输出到PLC或DCS控制器。

三、电容原理在了解电容式液位计的工作原理之前，我们需要先了解电容原理。