Ємнісні рівнеміри для рідини

Це рівнеміри, проводять вимірювання електричної ємності конденсаторного перетворювача (утворюється пластинами або стрижнями, що вводиться в рідину), і перетворюють ці вимірювання в рівень рідини.

Існують різні конструкції ємнісних рівнемірів, що дозволяють вимірювати ємність електропровідних і неелектропровідних рідин (електропровідним належать ті, у яких питомий опір менше 106 Ом*м). У разі роботи з електропровідними рідинами один з пластинчастих або стрижневих електродів ізолюється, а для неелектропровідних обидва залишаються без ізоляції.

Принцип дії ємнісного рівнеміра

У конструкцію ємнісного рівнеміра входить два основних елемента. Це ємнісний датчик у вигляді стрижня або кабелю циліндричної або плоскої форми і вторинний перетворювач. Основу приладу складає чутливий електричний конденсатор, чітко фіксує всі зміни діелектричної проникності середовища. При контакті з рідиною визначається ємність конденсатора, пов'язана з нею величина рівня рідини в ємності, а потім отримані значення перетворюються у вихідний сигнал, який передається на зовнішнє обладнання для контролю.

Весь принцип дії таких рівнемірів заснований на тому, що у рідин і газового простору над ними різні електричні властивості. Чутливі елементи, занурені в рідину, визначають ємність, а другі обкладки, залишаються зовні, так само роблять виміри, і на підставі цих даних робляться висновки про висоті рідинного стовпа.

Що стосується системи електродів, то вона може відрізнятися в залежності від моделі. У більшості випадків – це плоскі металеві пластини або порожнисті циліндри.

Область застосування ємнісних рівнемірів рідини

Ємнісні рівнеміри забезпечують безперервне вимірювання рівня рідких середовищ. Прилади такого типу підходять для використання в різних промислових галузях, в тому числі:

• Харчова промисловість: виробництво спиртного, соусів, напоїв;
• Хімічна промисловість: випуск лаків, фарб, рідких будівельних матеріалів, побутової хімії;
• Системи водопостачання і водовідведення;
• Підприємства по видобутку та фасування води, в тому числі мінеральної;
• ЖКГ і сільське господарство;
• Нафтопереробка, транспорт з паливними баками;
• Фармацевтичні компанії.

Призначення рівнемірів для рідини ємнісного типу

Пристрої для вимірювання рівня ємнісного типу можуть використовуватися для поведінки вимірювань у резервуарах, сховищах, трубах, в паливних баках. Вони дозволяють визначити поточний рівень рідини або відстежити безперервна зміна рівня. Також є моделі, здатні забезпечити виміри в глибоких ємностях і свердловинах або підходящі для проведення безконтактного контролю. В «зв'язці» з додатковими датчиками такі прилади можуть передавати інформацію на зовнішнє обладнання або стежити за тим, щоб рівень контрольованої рідини залишався стабільним.

Переваги ємнісних рівнемірів для рідких речовин

Ємнісні датчики рівня для рідких речовин відрізняються від інших типів вимірників рівня такими достоїнствами:

• Можуть проводити виміри в ємностях з різними типами рідин, що відрізняються не тільки складом, але і за фізичними властивостями (за температури, щільності, ступеня електропровідності);
• Забезпечують швидкий відгук, відрізняються високою чутливістю до змін;
• Допускаються до роботи з агресивними, небезпечними рідинами;
• Можуть працювати навіть у вакуумі, тобто широкий діапазон тиску рідини в ємності не буде перешкодою для проведення вимірювань;
• В конструкції немає рухомих елементів, що забезпечує надійність, безпеку і довговічність експлуатації.

Однак поправку чутливості доведеться проводити під кожен новий вид продукту. Крім того, для роботи з в'язкими, кристаллизующимися і вибухонебезпечними рідинами такі пристрої не підходять (вони чутливі до налипаниям на зонд).

Як визначити ємність вимірювального перетворювача ємнісного рівнеміра?

Ємність перетворювача, яка залежить від рівня, розраховують за формулою

Спр = Сі + С1С2/(С1 + С2), де:

• С1 – ємність конденсатора з обкладками на поверхні електрода і електропровідної рідини;
• С2 – ємність конденсатора з обкладками на поверхні рідини (розміщується там же, де і обкладка С1) і на поверхні ємності (резервуари або бака);
• Сі – ємність прохідного ізолятора.

Завжди враховують, що при збільшенні висоти рідини С1 і С2 зростають, оскільки збільшується площа обкладки.

Схема підключення ємнісного рівнеміра

Ємнісний датчик рівня для паливних або стаціонарних паливних баків може підключатися по цифровій або аналоговій схемою з використанням ізольованої CAN-шини та контролера. Також використовується двопровідна схема підключення, що дозволяє безперервно контролювати рівень рідини. Крім того, окремі моделі можна монтувати з використанням трубної насадки або з кабельним пробником.

Оскільки ємнісні рівнеміри вимірюють ємність конденсатора, а ізолятором-діелектриком служить продукт вимірювання, то для точного проведення робіт прилади можна встановлювати тільки в ємності з металевими стінками, причому та з стінок, куди буде виконуватися кріплення повинна бути розташована строго паралельно зонду.

Після підключення виконують контрольний запуск, проводять калібрування на абсолютно порожній і повністю заповненої ємності.

Ємнісні датчики контролю рівня палива з повним описом і інструкцією з підключення (представлені схеми в залежності від інтерфейсу).