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電容式液位計CM系列的產(chǎn)品特點●方便性: 可通過法蘭安裝固定,簡單易操作。●獨立性：直接通過測量油箱油量來取得油耗值，不對油路系統(tǒng)/管道造成任何作用和影響。●獨特性：具有量程自截斷功能,用戶可通過按鍵重新校準，數(shù)字輸出也可配調(diào)試軟件。●自調(diào)性：傳感器可根據(jù)不同油箱尺寸，現(xiàn)場對量程進行調(diào)整并實施安裝；傳感器增加溫度補償功能，自動修正由于溫度變化引起的燃油體積變化帶來的誤差。●安全性：直接替換原車油量計，無需重新在油箱上鉆孔安裝電容傳感器，電子艙采用防爆設計并通過防爆認證;傳感器法蘭帶兩層防漏槽，防止漏油問題。●穩(wěn)定性：無任何機械活動件，成熟穩(wěn)定的電路結構和品質(zhì)優(yōu)良的元器件將使傳感器連續(xù)使用數(shù)年不需更換

儲油柜的一端一般裝有油位計（表），用來指示儲油柜中的油面。    對于膠囊式儲油柜，為了使變壓器油面與空氣完全相隔絕，油位計間接顯示油位。這種儲油柜是通過在儲油柜下部的小膠囊袋，使之成為一個單獨的油循環(huán)系統(tǒng)，當儲油柜的油面升高時，壓迫小膠囊袋的油柱壓力增大，小膠囊袋的體積被縮小了一些，于是在油表指示器反映出來的油位也高起來一些，且其高度與儲油柜中的油面成正比；相反，儲油柜中的油面降低時，小膠囊袋體積相對增大一些，壓迫小膠囊袋的油柱壓力減小，反應在油表中的油面就降低一些，且其高度與儲油柜中的油面成正比。換句話說，油位計是通過儲油柜油面的高、低變化，導致小膠囊袋壓力大小發(fā)生變化，從而使油面間接地、成正比例地反映儲油柜油面高低的變化。    對于隔膜式儲油柜，可安裝磁力式油表。油表連桿機構的滾輪在薄膜上不受任何阻力，能自由、靈活地伸長與縮短。磁力表上部有接線盒，內(nèi)部有開關，當儲油柜的油面出現(xiàn)高或低位置時，開關自動閉合，發(fā)出報警信號。

隨著石油化學工業(yè)的發(fā)展，易燃、易爆、有毒氣體的種類和應用范圍都得到了增加。這些氣體在生產(chǎn)、運輸、使用過程中一旦發(fā)生泄漏，將會引發(fā)中毒、火災甚至爆炸事故，嚴重危害人民的生命和財產(chǎn)安全。由于氣體本身存在的擴散性，發(fā)生泄漏之后，在外部風力和內(nèi)部濃度梯度的作用下，氣體會沿地表面擴散，在事故現(xiàn)場形成燃燒爆炸或毒害危險區(qū)，擴大危害區(qū)域。例如，1995年7月，四川省成都市化工總廠液氯車間發(fā)生氯氣泄漏，當場造成3人死亡，6人受傷，僅約一小時左右，市區(qū)范圍數(shù)十平方公里范圍內(nèi)都能聞到刺激性的氯氣味。因此，這類事故具有突發(fā)性強、擴散迅速、救援難度大、危害范圍廣等特點。一旦發(fā)生氣體泄漏事故，必須盡快采取相應措施進行處置，才能將事故損失降低到低水平。及時可靠地探測空氣中某些氣體的含量，及時采取有效措施進行補救，采取正確的處置方法，減少泄漏引發(fā)的事故，是避免造成重大財產(chǎn)和人員傷亡的必要條件。這就對氣體的檢測和監(jiān)測設備提出了較高的要求。作為一種重要的氣體探測器，氣體傳感器近年來得到了很大的發(fā)展。氣體傳感器的發(fā)展使得其應用越來越廣泛。本文介紹氣體傳感器的發(fā)展情況及其在氣體泄漏事故處置中的應用。  2. 氣體傳感器概述    國外從30年代開始研究開發(fā)氣體傳感器。過去氣體傳感器主要用于煤氣、液化石油氣、天然氣及礦井中的瓦斯氣體的檢測與報警，目前需要檢測的氣體種類由原來的還原性(H2,C4H10,CH4)等擴展到毒性氣體(CO,NO2,H2S,NO,NH3,PH3)等。    氣體傳感器種類繁多。按所用氣敏材料及氣敏特性不同，可分為半導體式、固體電解質(zhì)式、電化學式、接觸燃燒式、高分子式等。    2.1 半導體氣體傳感器    這種傳感器主要使用半導體氣敏材料。自從1962年半導體金屬氧化物氣體傳感器問世以來，由于具有靈敏度高、響應快等優(yōu)點，得到了廣泛的應用，目前已成為世界上產(chǎn)量大、使用廣的傳感器之一。按照檢測氣敏特征量方式不同分為電阻式和非電阻式兩種。    電阻式半導體氣體傳感器是通過檢測氣敏元件隨氣體含量的變化情況而工作的。主要使用金屬氧化物陶瓷氣敏材料。隨著近年來復合金屬氧化物、混合金屬氧化物等新型材料的研究和開發(fā)，大大提高了這種氣體傳感器的特性和應用范圍。   非電阻式半導體氣體傳感器是利用氣敏元件的電流或電壓隨氣體含量而變化的原理工作的。主要有MOS二管式和結型二管式，以及場效應管式氣體傳感器。檢測氣體大多為氫氣、硅烷等可燃氣體。    2.2 固體電解質(zhì)氣體傳感器    固體電解質(zhì)氣體傳感器使用固體電解質(zhì)氣敏材料做氣敏元件。其原理是氣敏材料在通過氣體時產(chǎn)生離子，從而形成電動勢，測量電動勢從而測量氣體濃度。由于液位計、液位變送器、電容式液位計、電容式液位變送器、物位開關、料位計、物位計、雷達物位計)這種傳感器電導率高，靈敏度和選擇性好，得到了廣泛的應用，幾乎打入了石化、環(huán)保、礦業(yè)等各個領域，僅次于金屬氧化物半導體氣體傳感器。如測量H2S的YST-Au-WO3、測量NH3的NH4+CaCO3等。    2.3 接觸燃燒式氣體傳感器    可分為直接接觸燃燒式和催化接觸燃燒式兩種。其工作原理是：氣敏材料在通電狀態(tài)下，可燃性氣體氧化燃燒或在催化劑作用下氧化燃燒，產(chǎn)生的熱量使電熱絲升溫，從而使其電阻值發(fā)生變化，測量電阻變化從而測量氣體濃度。這種傳感器只能測量可燃氣體，對不燃性氣體不敏感。例如，在Pt絲上涂敷活性催化劑Rh和Pd等制成的傳感器，具有廣譜特性，即可以檢測各種可燃氣體。接觸燃燒式氣體傳感器在環(huán)境溫度下非常穩(wěn)定，并能對爆炸下限的絕大多數(shù)可燃性氣體進行檢測，普遍應用于石油化工廠、造船廠、礦井隧道、浴室、廚房等處的可燃性氣體的監(jiān)測和報警。

　　電容式傳感器可以分為變間距，變面積和變介質(zhì)類型。總的來講，可以用于更多被測材質(zhì)。而電感式傳感器只能用于金屬被測物體。另一個層面，電容傳感器需要確保被測環(huán)境沒有污染，如灰塵，油污和水，應為這些因素會改變介電常數(shù)，從而改變測量結果。　　而電感式傳感器對上述因素無感，可以放心用。 另外電容傳感器精度相對也高一些，但是測量頻率可能會稍低。具體可以參考米銥的官網(wǎng)，他們兩種傳感器都有。電感式傳感器的只檢測金屬元件，但電容的傳感器檢測塑料和金屬兩種元件 。　　范圍稍微廣泛一些。電容式傳感器元件做的比較小電感式傳感器 inductance type transducer 電感式傳感器是利用電磁感應把被測的物理量如位移，壓力，流量，振動等轉(zhuǎn)換成線圈的自感系數(shù)和互感系數(shù)的變化，再由電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量輸出，實現(xiàn)非電量到電量的轉(zhuǎn)換。

液體填充在板之間，等效形成電容，液面浸沒的多少會改變電容大小，從而間接反映液位的高低。圖1在測量的導體上我們使用的是吸液探針。探針是一個空心的導體，具有一定的電容量，當探針接觸到液體表面的瞬間，探針對地的電容會突然增加。通過對電容數(shù)值變化檢測就可以得知探針是否接觸到頁面。圖22.信號處理電路圖3 液面檢測原理圖電路總共分為6部分1.方波發(fā)生電路2.高通濾波電路3.整流電路4.低通濾波電路5.電壓比較器6.電平轉(zhuǎn)換電路3.工作原理由液面檢測原理可知，當探針碰到水面的瞬間，輸入電容量會發(fā)生變化。NE555產(chǎn)生一個方波，輸入電壓跟隨器的波形為具有一定直流偏置的方波信號，當探針接觸的時候，電容瞬間增大改變了方波信號的幅度并由于RC延遲變成了三角波，TEST1端信號變化如圖。圖4 TEST1信號變化信號經(jīng)過精密整流之后變成只有正電壓信號，TEST2端信號變化如圖。圖5 TEST2信號變化直流信號通過低通濾波器輸入到電壓比較器；電壓跟隨器的正向輸入端連接一個數(shù)值較大的電容10uF。在電容未發(fā)生變化的之前，正相輸入端的電壓永遠大于反向輸入端的電壓，比較器的輸出+5V，三管導通，輸入單片機信號為低。當探針接觸到液體表面的時候由于其幅值發(fā)生較大變化，輸入正相輸入端的電壓突然減小而由于電容兩端的電壓不能發(fā)生突變，導致反向輸入端電壓高于正相輸入端，此時比較器輸出為-5V，三管截止，輸入單片機信號為高，TEST3端信號變化如圖。圖6 TEST3信號變化但由于電容存儲的電荷有限，經(jīng)過一段時間正相輸入端的電壓將再次超過反向輸入端，所以在接觸液體的瞬間可觀察到指示燈閃爍一下就立即熄滅。通過設置單片機電平捕獲便可判斷探針是否接觸到水面。4．總結以上的思路只是針對液面進行，也就是說探針一接觸到液面就會有信號，但無法檢測探針進入液體的深度。不過我們可以對電路進行改造，將比較器電路和電平轉(zhuǎn)換電路去電，然后信號直接接到單片機的ADC引腳上，便可識別進入液面的深度。但測量電容式液位計中液體深度對電路的精度比較高，所以電路還需要繼續(xù)優(yōu)化方可實行。

   電容式傳感器的三種基本結構形式。它們又可按位移的形式分為線位移和角位移兩種每一種又依據(jù)傳感器權板形狀分成平板和圓形或圓柱(圓筒)形，雖然還有球面形和鋸齒形等其他的形狀、但一般很少用，故表中未列出。其中差動式傳感器一般優(yōu)于單組(單邊)式傳感器。它靈敏度高、線性范圍寬、穩(wěn)定性高。    1．變匝型電容式傳感器    變距型電容式傳感器用一個固定扳和一個可動板構成：可動板由被測金屬平面充當。當電容式傳感器板間距因被測量變化而變化時．電容變化量為距是時的初始電容量。    板間距的變化不是線性關系說明該類型電容式傳感器存在著原理性非線性誤差．即量程遠小于兩板問的初始距離)時，可以認為么是線性關系，因此，這種類型的傳感器一般用來測量微小的位移變化量。    但在板間距過小時，電表面的平面度對靈敏應有影響，同時還容易引起電容器擊穿，    因此．板間距不能無限小。改善的辦法是在板間增放一片云母片或塑料膜。    云母的相對介電系數(shù)為空氣的7倍其擊穿電壓不小于l0的3次方kv／mm，而空氣的擊穿電壓僅為    3kv/mm，即使厚度為0.01mm的云母片，它的擊穿電壓也術小于10kv／mm。因此，放置云母片后，板之間的起始距離卸可以大大減小。只要云母片選得恰當，就能獲得較好的線性關系拉繩位移傳感器。    一般電容式傳感器的起始電容約為20PF一30pF之間，板間距在25um一200um左右,大位移應該大于間距的1/10.    實際使用中，為改善非線性，提高靈敏度及克服某些外界條件如電源電比、環(huán)境溫度變化的影響等、常常采用茲動式結構，在未開始測量的初始狀態(tài)時，將可動板調(diào)整友中間位置，位兩邊電容相等；測員時。中間板跟隨被測對象上下移動，就會引起上下兩部分的電容量上增下減或上減下增，所以兩邊電容的控值這樣提高了靈敏廢，問時在零點附近作的線性度也得到了改善.    需要指出，圓柱形板小能制成交權距利。    2．變面積(s)型電容式傳感器    變四積型電容式傳感器中．平板形結構對圾距變化特別敏感，測量精度受到影響，而圓柱形結構受權板徑向變化的影響很小v成為實際應用中常來只結構．其干線位移單組式的電容量在忽略邊緣效應時為電容傳感器的電容變化與線位移成正比。    3．變介電常數(shù)(e)型電容式傳感器    變介電常數(shù)(c)型電容式傳感器大多用來測量電介質(zhì)的厚度、液位、還可根據(jù)間介質(zhì)    的介電常數(shù)隨溫度、濕度改變而改變來測量介質(zhì)材料的溫度、濕度等。若忽略邊緣故應，表5—l中單組式平板形線位移傳感器的電容量與介質(zhì)線位移的關系為固定板的長度和寬度及被測物進入兩板間的長度。    由此可見，電容量與線位移呈線性關系。    厚度傳感器中的電容量與厚度的關系為式中的符號含義與式相同。由此可見，電容量與厚度之間呈非線性關系。應該注意的是，如果電之間的被測介質(zhì)導電時，在電表面應涂覆絕緣層，以防止電間短路。

電容式料位計的安裝注意事項和其特點：1、測量點要合適，一般距壁約1.5m，要避開下料口；2、電熔探頭和庫底要固定好，需要加絕緣子隔離，當懸浮設置時，要有合適的配重以保持垂直；3.變換器、電座和支撐座要牢固安裝；散裝水泥罐電容式料位的特點：1.散裝水泥罐電熔式料位設備功能全，只用一臺就可以實現(xiàn)物料連續(xù)測量和上下限報警控制要求；2.散裝水泥罐電熔式料位現(xiàn)場電機全密封、無機械轉(zhuǎn)動部件，元件性能好、測量精度高；3.操作簡單，只需要一根雙芯電纜，接線簡單，只要在控制室內(nèi)就可以調(diào)整量程原則信號。

　　1、不易受沿電線電阻壓降和溫漂的影響，可用非常便宜的更細的導線，可節(jié)省大量電纜線和安裝費用; 　　2、在電流源輸出電阻足夠大時，經(jīng)磁場耦合感應到導線環(huán)路內(nèi)的電壓，不會產(chǎn)生顯著影響，因為干擾源引起的電流小，一般利用雙絞線就能降低干擾;兩線制與三線制必須用屏蔽線，屏蔽線的屏蔽層要妥善接地; 　　3、電容性干擾會導致電阻有關誤差，高壓電容式液位計，對于4～20mA兩線制環(huán)路，電阻通常為250Ω(取樣Uout=1～5V)這個電阻小到不足以產(chǎn)生顯著誤差，因此，可以允許的電線長度比電壓遙測系統(tǒng)更長更遠; 　　4、各個單臺示讀裝置或記錄裝置可以在電線長度不等的不同通道間進行換接，不因電線長度的不等而造成精度的差異，電容式液位計，實現(xiàn)分散采集，分散式采集的好處就是能夠分散采集，集中控制; 　　5、將4mA用于零電平，使判斷開路與短路或傳感器損壞(0mA狀態(tài))十分方便。

晨淼科技智能型電容式液位計的優(yōu)勢1.實用性強，操作簡單    模擬電路的零點和量程互相牽連，需要多次才能校準；智能電路采用按鍵設置，一鍵校準，操作其簡單而且準確。    2.顯示穩(wěn)定    模擬電路很難實現(xiàn)較大的阻尼和采樣時間，使得在生產(chǎn)過程中，氣量稍大或液位微動，就會導致監(jiān)控儀表顯示的不穩(wěn)定性，造成監(jiān)控人員視覺的疲憊；智能型液位儀采用數(shù)字軟件濾波技術，不受氣量和液位擺動的影響，既能快速跟蹤瞬態(tài)變化，又能顯示液位的平均效應，顯示穩(wěn)定而準確。    3.工作范圍大    模擬電路因受硬件的***，工作電壓較高，大多數(shù)工作電壓在14V以上，當配用電流較小的安全柵是，液位稍高就會導致電壓下降，引起顯示異常，從而誤導操作人員，甚至釀成事故；智能型液位儀在8-30V的電壓均可正常工作，滿足任何型號的安全柵。    4.抗干擾能力強    大多數(shù)模擬電路直接接入微機系統(tǒng)后，會受其它設備信號的影響，造成不穩(wěn)定，甚至于無法工作；智能型液位儀采用軟硬件抗干擾和糾錯技術，使得在非防爆場所，無需隔離，直接入網(wǎng)，既降低了電路的復雜性，又減少了成本。    5.功能強大    現(xiàn)場液晶顯示，可以顯示電流值、百分比或現(xiàn)場溫度等，配有各種通信接口和調(diào)試接口。    6.精度高，通用性能強    智能溫度補償和線性校正，自動線性和量程跟蹤，適用于精度和穩(wěn)定度要求較高的場合。

電容式液位計是采用測量電容的變化來測量液面的高低的。它是一根金屬棒插入盛液容器內(nèi)，金屬棒作為電容的一個，容器壁作為電容的另一。兩電間的介質(zhì)即為液體及其上面的氣體。由于液體的介電常數(shù)ε1和液面上的介電常數(shù)ε2不同，比如：ε1>ε2，則當液位升高時，電容式液位計兩電間總的介電常數(shù)值隨之加大因而電容量增大。反之當液位下降，ε值減小，電容量也減小。所以，電容式液位計可通過兩電間的電容量的變化來測量液位的高低。電容液位計的靈敏度主要取決于兩種介電常數(shù)的差值，而且，只有ε1和ε2的恒定才能保證液位測量準確，因被測介質(zhì)具有導電性，所以金屬棒電都有絕緣層覆蓋。電容液位計體積小，容易實現(xiàn)遠傳和調(diào)節(jié)，適用于具有腐蝕性和高壓的介質(zhì)的液位測量。主要特點：應用射頻電容技術，從根本上解決了溫度、濕度、壓力、物質(zhì)的導電性等因素對測量過程的影響，因而具有高的抗干擾性和可靠性。能夠測量強腐蝕性的液體，如酸、堿、鹽、污水等。可測量高溫、高壓介質(zhì)；過程溫度-40～220℃；過程壓力-0.1～4.0MPa 智能一體化電容液位計：其獨特的兩點現(xiàn)場標定技術為用戶輕松地使用產(chǎn)品提供了便利。智能分體式電容液位計：其探與變送器分為兩部分，連接二者的屏蔽電纜長度可達1千米，可安裝在環(huán)境為惡劣的現(xiàn)場，特別適用于高溫、振動、腐蝕、危險及需要遠方設定等場合。它將液位變化傳遞給現(xiàn)場指示器指示出液位的實際高度。并配有液位報警器和液位遠傳裝置。液位報警器可實現(xiàn)液位上下限值控制、限位報警和事故聯(lián)鎖。液體遠傳裝置可將液位變化線性地轉(zhuǎn)換成直流4~20mADC的電流信號，實現(xiàn)遠距離的液位指示、控制記錄。液位計具有隔爆、本質(zhì)安全防護性能。整機由耐磨材料制成。因此具有耐腐蝕功能。

電容式液位傳感器接線：電容式液位計為標準二線或三線制儀表，電源（信號）端子位于儀表殼體內(nèi)的接線側(cè)，信號線應使用屏蔽線或兩根紐在一起的雙絞線，盡量不要與其它電源線一起通過線管或明線槽，也不可在大功率設備附近穿過。電容式液位傳感器安裝與調(diào)試:        纜式電容式液位計和桿式電容式液位計具有多種安裝固定方式，以適應不同現(xiàn)場情況。當現(xiàn)場不能夠提供M20×1.5的內(nèi)螺紋或法蘭等工藝設施時，可選擇墻壁安裝式、水平管架式和垂直管架式等三種安裝方式可選擇，使您在現(xiàn)場安裝時得心應手。        在測量流動性較大的介質(zhì)時，為防止傳感器劇烈擺動，用戶可選用配重附件，以起到穩(wěn)定傳感器的作用，加配重時一定要要把配重物體放入容器底部，以免拉壞傳感導線 。            在現(xiàn)場環(huán)境較惡劣時，用戶應選用傳感器防護罩來保護傳感器，以免被異物損壞或影響測量的準確性。        使用電容式液位計時，如果不是金屬容器，則需要把變送器的外殼用一根導線接入容器的底部，否則測量不準確。產(chǎn)品若需要現(xiàn)場調(diào)整可采取以下方法：B：采用智能電路的調(diào)試方法：現(xiàn)場調(diào)零------當液位位處于低位時，同時按住“Z”鍵和“S”鍵8秒鐘后同時松開，再將 “Z” 鍵按一下，輸出電流自動調(diào)整到4mA。現(xiàn)場調(diào)滿------當液位處于高位時，同時按住“Z”鍵和“S”鍵8秒鐘后同時松開，再將“S”鍵按一下，輸出電流自動調(diào)整到20mA。B：采用模擬電路的調(diào)試方法：   當液位在下限時，用螺絲刀緩慢旋轉(zhuǎn)“Z”電位器，觀察電流表的讀數(shù)接近4mA。    當液位在上限時，用螺絲刀緩慢旋轉(zhuǎn)“S”電位器，觀察電流表的讀數(shù)接近20mA。 如此反復2-3次以上，直到零點和量程都分別為準確的4mA和20mA。調(diào)整好后，應將變送器的蓋子擰緊。的產(chǎn)品選型適用于高溫高壓、強腐蝕、易結晶、易堵塞等惡劣條件下連續(xù)檢測各種液體。適合測量污水、酸堿溶液、和鍋爐的水位,整機無任何可動或彈性部件，耐沖擊、安裝方便、可靠性高、精度高。可替代傳統(tǒng)的浮球式、投入式、差壓式等液位變送器在各種場合下應用。

本文討論了電容式液位變送器的工作原理以及如何將其用于液位測量。為了解決這個問題，我們先來看看自動化行業(yè)中一個更普遍的問題。對于過程自動化中的大多數(shù)變量，有很多原則可供選擇。每個供應商都將使用某種原理突出顯示一種產(chǎn)品，并可能會告訴您出于這種原因而避免使用其他產(chǎn)品。在此行業(yè)中度過一段時間后，您將清楚地知道哪種設備在您的過程中效果佳。例如，如果您需要在冰淇淋罐中放置水位，則需要非接觸式設備。這樣，您將減少污染的風險并避免某些類型的過程連接。有道理吧？盡管如此，當今大多數(shù)冰淇淋罐都使用帶有沖洗連接和衛(wèi)生認證的壓力變送器。因為即使像自由空間雷達這樣的非接觸式解決方案在此過程中看起來都更好，所以業(yè)界通常也會使用為食品應用而設計的變送器。壓力設備可以正常運行，但是如果產(chǎn)品密度不穩(wěn)定，則可能會影響讀數(shù)。密度的變化將增加誤差容限并降低精度。如果選擇自由空間雷達，則密度不會影響測量。但是等等，您可能會說。這些水箱通常裝有攪拌器，那些會破壞雷達設備，對嗎？不完全是。是的，大多數(shù)此類水箱都配有攪拌器。但是，冰淇淋具有高介電常數(shù)，可以抵消這種影響。不錯，不是嗎？正如我在上一期新聞中提到的那樣，我在該領域還沒有看到很多電容式變送器。盡管原理并不新鮮，但您到處都找不到這些設備。如果您使用的是非導電產(chǎn)品，則需要在儲罐為空和滿的情況下校準零位和量程。如果導電性較高，則應進行工廠校準。從正面看，這些柔性設備可在非導電和導電介質(zhì)中工作。但是，您在每厘米1到100微西門子的范圍內(nèi)，這些設備也不起作用。電容式液位變送器應與產(chǎn)品接觸，這使它們落后于其他技術。