Capteur capacitif pour la mesure continue de niveau

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Technologie de mesure capacitive

 

Pour expliquer la technologie de mesure de niveau capacitive, il est important de comprendre le principe de base d'un condensateur. Un condensateur est constitué de deux électrodes conductrices isolées l'une de l'autre. Il a la capacité de stocker de l'énergie entre ses électrodes dans un champ électrique. Si un matériau non conducteur (= le diélectrique Ɛr) s'interpose entre les électrodes, la quantité d'énergie stockable augmente et donc la capacité du condensateur. Celle-ci est en outre déterminée par les dimensions des électrodes (surface A) et leur distance (d) les unes par rapport aux autres. La capacité d'un condensateur à plaques est généralement décrite par la formule C = Ɛr * A/d.

Avec cette compréhension, la fonction d'un capteur de mesure de niveau capacitif peut maintenant être expliquée. Il s'agit d'une sonde métallique (tige ou câble) en contact avec le milieu matériel, qui avec la paroi conductrice du récipient, peuvent être considérées comme les deux électrodes d'un condensateur. Un milieu matériel non-conducteur, tel que l'huile (milieu non-conducteur < 1 µS/ cm) dans une cuve forme le diélectrique entre ces deux électrodes. Si le niveau augmente, la surface de l'électrode augmente, ce qui entraîne une augmentation de la capacité. Cette variation de capacité est détectée par le capteur et convertie en un signal proportionnel au niveau.
En raison de leur fonction, les capteurs de niveau capacitifs doivent souvent être ajustés et calibrés en fonction du milieu matériel (capacité vide ou pleine). L'ajustement du matériau du contenant n'est pas nécessaire si le milieu matériel à mesurer est conducteur comme l'eau (milieu conducteur > 100 µS). Dans ce cas, le milieu matériel lui-même représente la deuxième électrode. La gaine isolante de la tige en PFA sert de diélectrique, ce qui permet de retrouver le principe de base d'un condensateur.

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