Kapazitive Füllstandsensoren – Gerät, Funktionsprinzip, Anwendung

Kapazitive Füllstandsensoren werden vor allem zur Überwachung des Füllstands verschiedener Flüssigkeiten eingesetzt. Der Steuerungsprozess basiert auf der Tatsache, dass jede Flüssigkeit eine bestimmte Dielektrizitätskonstante hat. Daher ist das Funktionsprinzip eines kapazitiven Füllstandsensors wie folgt.

Das Hauptelement eines kapazitiven Füllstandsensors ist ein spezieller hochempfindlicher Kondensator, der seine Kapazität je nach Umgebung ändern kann, in der er platziert wird. Die Empfindlichkeit des Kondensators ermöglicht es dem Sensor, sowohl mit dielektrischen Flüssigkeiten als auch mit Flüssigkeiten mit minimalem Druck gleichermaßen effektiv zu arbeiten Dielektrizitätskonstante.

Der Sensor wird einfach in einen Tank für ein flüssiges Material eingebaut, dessen Füllstand in diesem Tank (z. B. in einem Rohr) überwacht werden soll. Als Grunddielektrizitätskonstante wird die aktuelle Dielektrizitätskonstante der Luft angenommen. Und sobald die Flüssigkeit mit dem empfindlichen Element des Sensors in Kontakt kommt, ändert sich die Kapazität des empfindlichen Kondensators.In diesem Moment funktioniert der Sensor – der Kontrollpegel der Flüssigkeit wird fixiert.

Kapazitive Füllstandsensoren können übrigens auf Flüssigkeiten reagieren, ohne dass das empfindliche Element direkt damit in Kontakt kommt. Schließlich kann die Festlegung der Änderung der Dielektrizitätskonstante auch durch das dielektrische Material des Tankkörpers erfolgen, in dem sich der Flüssigkeitsspiegel ändert. Die Überwachung kann beispielsweise durch den Deckel, die Wand oder den Boden des Tanks erfolgen, sobald die Flüssigkeit die Stelle erreicht, an der das empfindliche Sensorelement installiert ist.

Kapazitive Füllstandmessgeräte mit koaxialen Elektroden werden zur Füllstandmessung in nicht leitenden Medien eingesetzt. Der Nachteil des koaxialen empfindlichen Elements ist seine schlechte Füllung mit einer kontrollierten Substanz, insbesondere bei erhöhter Viskosität des Mediums und dem Vorhandensein fester Verunreinigungen.

Sensoren werden in verschiedenen Ausführungen hergestellt: in Form, Größe, Design des empfindlichen Elements, sowie in Design und Größe des Gehäuses und der Art des Einbaus des Sensors (in die Wand oder den Deckel eingebaut, neben dem Behälter platziert). , aufgehängt im Behälter).

Bei Verwendung einer Elektrode als empfindliches Element übernimmt die geerdete Wand des Tanks, wenn diese metallisch ist, oder eine spezielle geerdete Metallelektrode, wenn die Wand des Tanks metallisch ist, die Rolle der zweiten Elektrode des Kondensators aus einem Dielektrikum hergestellt. Einzelelektroden können starre Stäbe oder flexible Kabel sein.

Um den Füllstand eines leitfähigen Mediums zu messen, wird die Messelektrode mit einer Isolierschicht bedeckt. Als Isolierung wird in der Regel Fluorkunststoff verwendet.

Kapazitive Flüssigkeitsstandsensoren werden in den unterschiedlichsten modernen Industriebereichen eingesetzt, da sie mit nahezu jeder Flüssigkeit kompatibel sind. Das ist die Landwirtschaft mit ihren Flüssigdüngern und Bewässerungssystemen. Dies ist die Lebensmittelindustrie (Milch, Wasser, Getränke).

In der petrochemischen Industrie ist es notwendig, den Füllstand von Erdölprodukten zu kontrollieren. In pharmazeutischen Produkten, flüssigen Zubereitungen. In vielen Branchen ist es äußerst wichtig, den Wasserstand, auch im Untergrund, sowie in Lagersystemen, Wasserversorgung, Abwasser und Abwasser in Unternehmen und einfach in Gebäuden zu kontrollieren.

Auf diese Weise ist der Sensor in der Lage, den Füllstand eines flüssigen Produkts zu messen und bei Bedarf im Zusammenspiel mit der Automatisierung den erforderlichen Wert aufrechtzuerhalten. Es kann die Befüllung des Behälters mit Flüssigkeit und den Prozess des Durchleitens der Flüssigkeit durch die Rohrleitung sowie den Durchfluss überwachen. Somit ist der kapazitive Flüssigkeitsstandsensor eine unverzichtbare Lösung für Automatisierungssysteme in allen Arten von Unternehmen.

Eine Reihe von Vorteilen zeichnen kapazitive Sensoren gegenüber anderen Arten von Füllstandskontrollgeräten aus. Kapazitive Sensoren sind selbst mit chemisch aggressiven und brennbaren Stoffen verträglich.

Sie können mit Produkten mit fast allen physikalischen Eigenschaften sowie mit Tanks jedes Volumens, jeder Form und Größe arbeiten (aufgrund der Möglichkeit der berührungslosen Interaktion). Der Raum kann rauchig und staubig sein und die Luftfeuchtigkeit kann hoch sein, was die Funktion des Sensors nicht beeinträchtigt.

Der Sensor ist einfach zu platzieren und sehr einfach zu warten.Dadurch kann die Lebensdauer des Sensors in Jahren gemessen werden und die Genauigkeit und Zuverlässigkeit bleibt bei korrekter Anwendung unverändert.

Natürlich haben kapazitive Sensoren auch Nachteile. Sie reagieren beispielsweise empfindlich auf Schaumbildung, Materialansammlungen oder Ablagerungen, die zu Fehlalarmen führen können. Daher ist eine regelmäßige Wartung solcher Sensoren erforderlich. Natürlich sind sie teurer als andere Arten von Sensoren.

In jedem Fall muss der Sensor vor der Installation genau justiert werden und während des Betriebs muss der Zustand überwacht werden. Dann bleibt die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Steuerung optimal.