Датчики уровня жидкости

Емкостной преобразователь для измерения уровня непроводящей жидкости представляет собой два параллельно соединенных конденсатора в соответствии с рисунком 2.7, а.

а)

б)

Рисунок 2.7 - Принцип устройства емкостных датчиков уровня жидкости

Конденсатор образован частью электродов и диэлектриком – жидкостью, уровень которой измеряется; конденсатор – остальной частью электродов и воздухом. Емкость преобразователя определяется выражением:

, где – полная длина цилиндра, – длина, на которую цилиндр заполнен жидкостью, – относительная диэлектрическая проницаемость жидкости, – радиусы внешнего и внутреннего цилиндров.

Главным недостатком описанного выше емкостного уровнемера является невозможность измерять уровень проводящих ток жидкостей без дополнительной изоляции электродов, нарушающих линейность характеристик.

Для измерения уровня проводящей жидкости был предложен емкостной зонд в соответствии с рисунком 2.7, б.В основе конструкции лежит остекленный электрод 1. Вторым электродом конденсатора служит проводящая жидкость 2, которая присоединяется к измерительной цепи при помощи электрода 3.

В ряде случаев в качестве второго электрода емкостных преобразователей может использоваться металлический сосуд, в котором находится измеряемая жидкость.

Датчики давления

Одной из основных конструкций емкостного преобразователя давления является одностаторная в соответствии с рисунком 2.10, а, которая применяется для измерения абсолютного давления.

а)

б)

Рисунок 2.10 - Принцип устройства емкостных датчиков давления

Такой датчик состоит из металлической ячейки 3, разделенной на две части туго натянутой плоской металлической диафрагмой 1, с одной стороны которой расположен неподвижный изолированный от корпуса электрод 2. Электрод с диафрагмой образуют переменную емкость, которая включена в измерительную схему. Когда давление по обеим сторонам диафрагмы одинаково, датчик сбалансирован. Изменение давления в одной из камер деформирует диафрагму и изменяет емкость, что фиксируется измерительной схемой.

В двухстаторной (дифференциальной) конструкции диафрагма перемещается между двумя неподвижными пластинами в соответствии с рисунком 1.10, б. В одну из двух камер подается опорное давление, что обеспечивает прямое измерение дифференциального (избыточного или разностного) давления с наименьшей погрешностью.