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電容式液位計(jì)測(cè)量工作原理
在電容器的極板間填充不同的介質(zhì)時(shí)，由于介電系數(shù)的差別，電容量也會(huì)不同。例如，以液體代替空氣作為介質(zhì)時(shí)，由于液體的介電系數(shù)比空氣大得多，電容量將變大。因此，測(cè)量電容量的變化可知道液面的高低。
由上式可知，電容量與液面高度H成線性關(guān)系，測(cè)定此電容值便可測(cè)知液面高度。這里，測(cè)量靈敏度與(ε一ε0)成正比，與ln(D/d )成反比。也就是說，被測(cè)液體與空氣的介電系數(shù)相差愈大，測(cè)量靈敏度愈高;同時(shí)內(nèi)外電極間的距離愈靠近，即D/d愈接近于1，測(cè)量靈敏度也愈高。當(dāng)然，決定內(nèi)外電極間的距離時(shí)還要考慮其他因素，如黏滯液體對(duì)表面的黏附等，不能過分靠近。
如果被測(cè)液體是導(dǎo)電的，那么電極的構(gòu)造就更簡(jiǎn)單。如圖1-38所示，可用銅或不銹鋼棒料，外面套上塑料管或搪瓷絕緣層，插在容器內(nèi)，就成為內(nèi)電極。若容器是金屬制成的，那么外殼就可作為外電極。
當(dāng)容器中沒有液體時(shí)，內(nèi)外電極之間的介質(zhì)是空氣和棒上的絕緣層，電容量很小。當(dāng)導(dǎo)電的液體上升到高度H時(shí)，其充液部分由于液體的導(dǎo)電作用，相當(dāng)于將外電極由容器壁移近到內(nèi)電極的絕緣層上，電容量大大增加。很容易理解，此時(shí)電容量的大小與液面高度成線性關(guān)系。
上述液位電容可用交流電橋測(cè)量，也可用其他方法(如測(cè)量充、放電電流等)測(cè)定。使用充、放電法時(shí)，用振蕩器給液位電容Cs加上幅度和頻率恒定的矩形波，如圖1-39所示。若矩形波的周期T遠(yuǎn)大于充放電回路的時(shí)間常數(shù)，則每個(gè)周期都有電荷Q=C x△E對(duì)C x充電及放電，用二極管將充電或放電電流檢波，可得到平均電流
這樣，充電(或放電)的平均電流與液位電容成正比，故圖1-39中微安表的讀數(shù)可反映液面的高低。