电容式液位变送器

一、概述

电容式液位变送器，采用射频电容法测量原量，适用于电力、冶金、化工、食品、制药、污水处理、锅炉汽包等的液位测量。

二、主要特点

1、结构紧凑、体积小，安装维护简单，统一外形尺寸。

2、多种信号输出形式，方便不同系统配置。

3、聚四氟乙烯探级，耐酸、碱等强腐蚀性液体及高温。

4、浸入液体的测量部分，只有一条四氟软线或四氟棒式探级作为传感，可靠性高。

5、全密封铝合金外壳及不锈钢联接件。

6、对高温压力容器与测量常温常压一样简单，且测量值不受被测液体的温度、比重及容器的形状、压力影响。

7、测量、输出两端和测量、输出、电源三端隔离器多种电路结构方式，自带隔离器，适应不同信号接地方式。

8、完善的过流、过压、电源极性保护。

三、主要技术指标

测量范围：0.2-20米

精度：0.2级、0.5级、1级

探级耐温：-40-+250℃

允许容器压力：-0.1MPa-2.5MPa测量介质：电导率不低于10-3s/m的酸、碱、水等非结晶导电液体。

供电电源：DC12-35V（隔离式为DC21-27V）

工作电流：（输出20mA时）非隔离二线，三线制：20mA

两端隔离三线制：＜32mA三端隔离四线制＜35mA

输出信号：4-20mA（0-10mA，0-20mA）

输出保护：27mA

测量、输出、电源之间隔离耐压：1000V

量程调节范围及零点移：≥±30%FS

变送器主体尺寸：φ76×85

四、测量理原理

电容尘液位测量原理为探级与导电液体构成一电容器，其中探级线的金属内芯为电容的一极，导电液体为电容的另一极，中间为高稳定性的聚四氟乙烯，即探级线的绝缘外层作为两极之间的介质，随着液位的变化，液体包围探级线的面积随之改变，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位高度与电容的关系：

五、型号定义

量程范围

 型号示例：

量程0.2-20米（具体量程由用户确定），非隔离二线制，联体式软线探级，M20×1.5过程接口

订货时需注明以下参数：1、量程；2、安装高度；3被测介质；4、介质温度；5、容器压力

端已配有相应的耐腐蚀瓷质重锤。探极线的稳固方法也可根据现场的具体情况采用底端固定等其它方法。

一般情况下，重锤在容器底部横卧（如图18），使探极线下端尽量接近容器底部，将测量盲区降至zui小，对测量零点不在底部的容器重锤可以悬空，如图19所示。

六、过程联接

根据现场需要，基本过程联接部件份为M20×1.5，M27×2和法兰.

在变送器部位工作温度可能＞65℃时，请选用分体结构，如图10，产品出厂时，变送器与接线盒之间带有1米连接电缆，以使变送器离开热源，安装时，连接电缆的多余部分不能剪掉。

七、选件

用于测锅炉汽包等压力容器液位时，可选配测量筒，结构如图11。

其它容器法兰安装的选配见图9示。

 配置平焊钢法兰尺寸表

RN4.0                                         表一

八、典型安装示例

在容器内有搅拌或液体可能产生大量汽泡时，为保护探极线和液体波动及气泡而产生的虚假液位，可在容器内放置一内径＞φ80金属或非金属管，管的下端应开口或留有进液孔，液面以上留排气孔，使用金属管时，应保证探极线在管内位置相对稳定，必要时对探极线加支撑。

九、重外锤的配置方法及示例

重锤配置在探极级的zui下端（仅软线探极用），其作用为拉直和稳固探极线，量程＜0.5米时，在液面比较平稳的情况下也可以靠探极线自身的强度伸直而不配重锤。在出厂时，探极线的下

十、安装注意事项

1、变送器采用电容测量原量，探极线的外绝缘层为耐高温、耐腐蚀、抗老化且化学稳定性*的聚四氟乙烯材料，正常工作中与被测液体之间处于绝缘状态。安装时一定注意保护好探极线的外绝缘层，一旦损伤，将导致使用寿命缩短或安装失败。

探极线安装结束后 ，使其全部浸入液体时，探极线与液体（或金属容器外壁）的绝缘电阻应＞20MΩ（用数字万用表20MΩ档测量），测量绝缘电阻时，应将探极线与变送器的连接暂时断开。

2、变送器露天安装时，探极线不能裸露于容器以外，以免

十一、接线方式

变送器的引线端子定义如图所示。

因CO、和D/d固定常数，所以C=K·H，即电容容量只与液体没探级的高度成正比。

为适应现场配电及不同信号接地方式，变送器的电路结构分为非隔离二线制，测量，输出两端隔离三线制和测量、输出、电源三端隔离四线制，原理见图2，图3，图3，图4，图5。

非隔离变送器可在DC12-35V电源下可靠工作，电源电压与输出信号负载电阻的关系如图6所示。对隔离式变送器，供电电源必须保证在21-27V范围内。

十二、调试

 1、零点调校

在变送器安装完毕后，将信号回路串入电流表，液位处于测量的zui低位置时，调整“零点调节”电位器（在电路板标有“W1”，）如图，使信号输出4mA，（顺时针调节零点升高，反时针调节零点减小）。

2、量程调校

液位上升至zui高测量点时，变送器输出应为20mA，如有偏差，可调整“量程调节”电位器（电路板标有“W2”，）如图，顺时针调节输出增大，反时针调节输出减小，但应注意量程调整后会影响零点，所以每次调整量程电位器后必须重新校正零点，而量程电位一旦确定后，零点的校正不会影响量程。因此，变送器在出厂时，已将“量程调节”电位器校准在用户要求的量程，安装时只需校正零点即可。

零点与量程的调整必须在变送器通电15分钟电路工作稳定后进行，且尽量接近正常工作时的温度，压力等条件。

十三、订货时请注明

1、型号

2、量程

3、安装高度

4、被测介质名称、压力及温度

雨天探级线着水出现测量误差。

3、变送器的外壳或接线盒下部的不锈钢过程联接部件，必须可靠与容器外壁连接（接地），其接触电阻不能大于2Ω。

4、在正常工作中，探级线在容器内不能有较大的摆动幅度，否则会出现信号不稳定现象。

5、探级线安装时，应尽量远离容器内壁，zui小距离不通＜100mm。当受条件限制，距离＜100mm时，探级线与容器壁的距离必须保证相对固定。

6、对单线软探极，多余部分可通过过程联接件上端拉出后剪掉，然后拧紧螺栓，而双绞线探级，多余部分可盘扎在被测液面以上，不允许将多余部分盘绕在容器底部有效测量段。

十四、常见故障及排除方法