Как работают емкостные датчики уровня жидкости и сыпучих материалов. Какие преимущества имеют емкостные сигнализаторы уровня. Где применяются емкостные датчики контроля уровня в промышленности. Как правильно выбрать и настроить емкостной датчик уровня.
Принцип работы емкостных датчиков уровня
Емкостные датчики уровня работают по принципу изменения электрической емкости при погружении электродов в измеряемую среду. Конструктивно такой датчик представляет собой конденсатор, образованный двумя электродами:
- Один электрод — это металлический стержень или пластина, погруженная в измеряемую среду
- Второй электрод — это стенка металлического резервуара или отдельный электрод
При изменении уровня жидкости или сыпучего материала меняется диэлектрическая проницаемость среды между электродами, что приводит к изменению емкости конденсатора. Электронная схема датчика преобразует это изменение в выходной сигнал.
Основные элементы емкостного датчика уровня:
- Чувствительный элемент (электроды)
- Генератор высокочастотных колебаний
- Измерительная схема
- Усилитель сигнала
- Блок обработки и формирования выходного сигнала
Как происходит измерение уровня емкостным методом? При повышении уровня измеряемой среды увеличивается площадь соприкосновения электродов с материалом. Это приводит к росту емкости между электродами. Измерительная схема фиксирует изменение емкости и преобразует его в выходной сигнал, пропорциональный уровню.
Преимущества емкостных датчиков уровня
Емкостные сигнализаторы и датчики уровня обладают рядом важных преимуществ по сравнению с другими типами уровнемеров:
- Отсутствие подвижных механических частей, что обеспечивает высокую надежность и длительный срок службы
- Возможность работы с различными типами жидкостей и сыпучих материалов
- Высокая чувствительность и точность измерений
- Простота монтажа и настройки
- Компактные размеры
- Возможность бесконтактного измерения через диэлектрическую стенку резервуара
- Нечувствительность к пене и налипанию материала (для датчиков с режимом обучения)
- Широкий диапазон рабочих температур и давлений
Благодаря этим преимуществам емкостные датчики уровня находят широкое применение в различных отраслях промышленности для контроля уровня жидкостей, порошков, гранул и других материалов.
Области применения емкостных датчиков уровня
Емкостные сигнализаторы и датчики уровня используются во многих отраслях промышленности для решения различных задач контроля и измерения уровня:
Химическая промышленность:
- Контроль уровня агрессивных жидкостей в реакторах и емкостях
- Измерение уровня кислот, щелочей, растворителей
- Сигнализация предельных уровней в технологических резервуарах
Пищевая промышленность:
- Измерение уровня молока, соков, растительных масел
- Контроль наполнения емкостей при розливе напитков
- Сигнализация уровня муки, сахара, крахмала в бункерах
Нефтегазовая отрасль:
- Измерение уровня нефтепродуктов в резервуарах
- Контроль уровня топлива в баках автомобилей и спецтехники
- Сигнализация предельных уровней в технологических емкостях
Водоподготовка и очистка стоков:
- Контроль уровня воды в отстойниках и резервуарах
- Сигнализация переполнения накопительных емкостей
- Измерение уровня химреагентов в дозирующих установках
Широкие возможности применения делают емкостные датчики уровня универсальным решением для многих задач промышленной автоматизации.
Виды емкостных датчиков уровня
Существует несколько основных типов емкостных датчиков уровня, различающихся по конструкции и принципу действия:
1. Стержневые датчики
Имеют один или несколько стержневых электродов, погружаемых в измеряемую среду. Подходят для измерения уровня жидкостей и сыпучих материалов. Могут быть как одноэлектродными (второй электрод — стенка металлической емкости), так и двухэлектродными.
2. Тросовые датчики
Вместо жесткого стержня используется гибкий трос. Применяются для измерения уровня в высоких резервуарах и бункерах. Тросовые датчики менее подвержены механическим нагрузкам и вибрациям.
3. Пластинчатые датчики
Электроды выполнены в виде плоских пластин. Обладают высокой чувствительностью. Используются для измерения уровня жидкостей, а также контроля границы раздела сред.
4. Цилиндрические датчики
Имеют цилиндрический корпус, выполняющий роль одного из электродов. Применяются для бесконтактного измерения через стенку непроводящего резервуара.
Выбор конкретного типа датчика зависит от свойств измеряемой среды, условий эксплуатации и особенностей технологического процесса.
Как выбрать емкостной датчик уровня
При выборе емкостного датчика уровня для конкретной задачи необходимо учитывать ряд важных факторов:
- Тип измеряемой среды. Датчик должен быть совместим с измеряемым веществом по химической стойкости и диэлектрическим свойствам.
- Диапазон измерения. Длина электродов должна соответствовать требуемому диапазону контроля уровня.
- Условия эксплуатации. Учитывайте рабочую температуру, давление, наличие агрессивных сред.
- Тип выходного сигнала. Выбирайте датчик с подходящим типом выхода (4-20 мА, 0-10 В, релейный и т.д.).
- Конструкция резервуара. Для непроводящих емкостей подойдут датчики с внешним монтажом.
- Наличие налипаний и отложений. Для сложных сред выбирайте датчики с функцией самоочистки или режимом обучения.
- Требуемая точность. Учитывайте погрешность измерения, указанную производителем.
Правильный выбор емкостного датчика уровня обеспечит надежную и точную работу системы контроля в течение длительного времени.
Настройка и калибровка емкостных датчиков уровня
Для корректной работы емкостного датчика уровня необходимо провести его настройку и калибровку. Этот процесс обычно включает следующие этапы:
- Установка датчика. Монтаж на резервуар согласно инструкции производителя.
- Подключение. Соединение датчика с источником питания и системой управления.
- Настройка диапазона. Установка значений, соответствующих минимальному и максимальному уровням.
- Калибровка пустого резервуара. Измерение и запись значения при пустой емкости.
- Настройка чувствительности. Регулировка порога срабатывания для сигнализаторов уровня.
- Проверка работы. Тестирование датчика во всем диапазоне измерений.
Некоторые современные емкостные датчики уровня имеют функцию автоматической калибровки, что значительно упрощает процесс настройки.
Тенденции развития емкостных датчиков уровня
В области емкостных датчиков уровня наблюдаются следующие современные тенденции:
- Интеграция с промышленными сетями (Profibus, Modbus, HART)
- Применение интеллектуальных алгоритмов обработки сигнала
- Расширение температурного диапазона работы
- Повышение точности и стабильности измерений
- Миниатюризация конструкции датчиков
- Развитие беспроводных технологий передачи данных
- Использование новых материалов для повышения надежности
Эти инновации позволяют расширить области применения емкостных датчиков и повысить эффективность систем контроля уровня в различных отраслях промышленности.
ДКЕ: Емкостные датчики уровня СЕНСОР. КИП-Сервис: промышленная автоматика
Главная Датчики положения СЕНСОР Сигнализаторы уровня ДКЕ
| Наименование | Тип документа | Размер | Тип файла |
|---|---|---|---|
| Паспорт на ДKE | Паспорт | 514 KB | |
| Библиотека EPLAN для датчиков СЕНСОР | Библиотека E-PLAN | 181 KB | zip |
| Электротехника | Каталог | 18 MB |
Документация и ПО
3 файла, 18 MB
| Наименование | Наличие | Цена с НДС | |
|---|---|---|---|
ДКЕ-Т20-200С-3113-СА Бесконтактный емкостной датчик (pnp, 10-30В, 20мм, 1Гц, «или») | В пути | 9 389 | Купить |
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Диапазон номинальных напряжений питания | 12…24 В |
| Диапазон рабочих напряжений питания | 10…30 В |
| Номинальный ток | 200 мА |
| Присоединительный размер | G 1/2″ |
| Категория применения коммутационного элемента | DC13 |
| Защита коммутационного элемента | тактовая |
| Индикация срабатывания | есть |
| Диапазон регулировки чувствительности | 60…120% |
| Частота срабатывания | 1 Гц |
| Температура окружающей среды | –25…+80 °C |
| Материал корпуса | латунь |
| Материал чувствительного элемента | фторопласт |
| Максимальная масса изделия | 0,35 кг |
| Исполнение | погружение чувствительного элемента в регистрируемый материал |
| Подключение | встроенный кабель ПВС 4×0,35 мм² со штуцером для крепления защиты кабеля |
| Длина кабеля | 2 м |
| Степень защиты | IP65 |
| Артикул | Схема подключения | Коммутационная функция |
|---|---|---|
| ДКЕ-Т20-200С-3113-СА | PNP | «ИЛИ» |
Емкостные датчики — сигнализаторы уровня жидкости и сыпучих веществ
Каталог товаров
- Аксессуары
- Блоки питания для ПЛК и датчиков
- Датчики и преобразователи давления промышленные
- Датчики линейных перемещений и расстояний
- Датчики оптические для специальных задач
- Датчики положения
- Датчики, реле потока воздуха и промышленных газов
- Датчики, реле потока жидкости
- Датчики температуры промышленные
- Датчики ускорения — акселерометры
- Датчики угла наклона — инклинометры
- Датчики угловых перемещений, энкодеры, потенциометры
- Датчики щелевые
- Индикаторы, преобразователи и регуляторы
- Мониторинг и диагностика
- Расходомеры жидкости
- Расходомеры сжатого воздуха и промышленных газов
- Сигнализаторы уровня жидкости и сыпучих веществ
- Вибрационные датчики — сигнализаторы уровня
- Емкостные датчики — сигнализаторы уровня
- Поплавковые датчики — сигнализаторы уровня
- Сканеры штрих-кодов промышленные
- RFID компоненты
- Уровнемеры
- Сигнальное оборудование
- Безопасность на производстве
- Промышленные интерфейсы
- Системы освещения на производстве
- Бесконтактные системы передачи данных
Среда измерения и область применения
Выберитеагрессивные жидкостивода и водные растворывысокое давлениевязкие средыжидкие газымасла и охлаждающие жидкостипищевая промышленностьпластиковые гранулысыпучие вещества
Монтаж и измерение
Выберитев контакте со средойчерез неметаллическую стенку
Температура среды
Выберитевысокотемпературное применение, от +150 °Cдо +80 °Cдо +100 °Cдо +150 °Cнизкотемпературное применение, ниже -50 °C
Выходной сигнал
ВыберитеNPNPNPPNP/NPN универсальныйдвухпроводный NCдвухпроводный NOподключение к внешнему усилителюреле
Интерфейс
ВыберитеIO-Link
Сбросить фильтр
Выбор производителя
- Все
- Balluff
- EGE-Elektronik
- IFM Electronic
- Pepperl+Fuchs
- SICK
- Turck
- СЕНСОР
Каталог емкостных сигнализаторов — датчиков уровня СЕНСОР, Balluff, IFM Electronic, EGE-Elektronik, SICK, Pepperl+Fuchs для воды и других жидкостей (в том числе агрессивных), вязких и сыпучих материалов, гранул и т.
п. для детектирования граничных значений уровня в различных отраслях промышленности или коммунальном хозяйстве.
Товаров на странице: 24 48 96 Все
Сортировать: По наличию По умолчанию
LMT100 датчик уровня емкостной
Срок поставки:
в наличии
LMT110 датчик уровня емкостной
Срок поставки:
2-4 недели
LMT121 датчик уровня емкостной
Срок поставки:
2-4 недели
KN5121 датчик уровня емкостной
Срок поставки:
2-4 недели
KI5085 датчик уровня емкостной
Срок поставки:
2-4 недели
KQ6002 датчик уровня емкостной
Срок поставки:
2-4 недели
KQ6003 датчик уровня емкостной
Срок поставки:
2-4 недели
KI5083 датчик уровня емкостной
Срок поставки:
2-4 недели
KI5087 датчик уровня емкостной
Срок поставки:
2-4 недели
LMT03A датчик уровня емкостной
Срок поставки:
2-4 недели
KG5067 датчик уровня емкостной
Срок поставки:
7-8 недель
KG5069 датчик уровня емкостной
Срок поставки:
2-4 недели
LI5141 датчик уровня емкостной
Срок поставки:
2-4 недели
LI5142 датчик уровня емкостной
Срок поставки:
2-4 недели
LI5143 датчик уровня емкостной
Срок поставки:
2-4 недели
LI5144 датчик уровня емкостной
Срок поставки:
2-4 недели
BCS S01T401-PSCFNG-KM16-T02 | BCS006H датчик уровня емкостной
Срок поставки:
5-7 недель
KFC 050 GSP-L200 | P21163 датчик уровня емкостной
Срок поставки:
5-7 недель
LMT194 датчик уровня емкостной
Срок поставки:
3-5 недель
KFC 050 GSP-L50 | P21161 датчик уровня емкостной
Срок поставки:
5-7 недель
KFC 050 GSP-L100 | P21162 датчик уровня емкостной
Срок поставки:
5-7 недель
KFC 050 GSP-L400 | P21164 датчик уровня емкостной
Срок поставки:
5-7 недель
KGFT 025 | P21092 датчик уровня емкостной
Срок поставки:
5-7 недель
KGF 030 GSP | P20051 датчик уровня емкостной
Срок поставки:
5-7 недель
дополнительная информация
Емкостные сигнализаторы уровня — это популярные электронные датчики для детектирования граничных значений уровня воды, других жидкостей и сыпучих веществ. По сути, сенсор этого типа представляет собой пластины конденсатора, и появление среды измерения приводит к изменению его емкости, вызывая переключение выхода. Емкостные датчики уровня обладают определенными достоинствами: отсутствие движущихся частей; простота установки и настройки; минимальные требования к обслуживанию; возможность работы через неметаллическую стенку резервуара, т.е. без контакта со средой измерения. Вместе с тем, при подборе датчика следует внимательно отнестись к таким моментам как: возможность образования пены на поверхности измеряемой жидкости или налипание продукта на зонд, в случае липких и вязких сред. Стандартные модели емкостных сигнализаторов (ДКЕ) могут в этих случаях выдавать ложные срабатывания. Емкостные датчики уровня от компании IFM Electronic имеют режим обучения, это делает их нечувствительными к налипаниям и отложениям на зонде. Настройка может осуществляться простым потенциометром или нажатием кнопки с автоматическим сохранением параметров. Большое разнообразие корпусов позволяет подобрать сенсор именно под конкретную задачу, к примеру компактные размеры позволяют применять данный тип датчиков для контроля опустошения трубопровода. |
Современные емкостные датчики уровня жидкостей и сыпучих веществ оснащаются интерфейсом IO-Link, для оперативной настройки параметров на конкретную среду измерения. Если у Вас применяются пластиковые резервуары, небольшие сосуды из неметаллических материалов, стоит задача по детектированию опустошения пластиковой трубки, то простым и надежным решением будут компактные емкостные датчики уровня в прямоугольном корпусе, которые монтируются на поверхность через адаптеры или с помощью стандартных хомутов. При этом, накладной сигнализатор будет работать через стенку емкости, без врезки в боковую поверхность. Имеются специальные модификации: в низкотемпературном или высокотемпературном исполнении; емкостные датчики уровня для агрессивных сред; в гигиеническом исполнении для пищевой и фармацевтической отраслей промышленности и т. д. Для детектирования и сигнализации уровня воды, масел, муки, порошкообразных веществ и гранул в каталоге доступны современные емкостные датчики уровня от европейских производителей Balluff, IFM Electronic, EGE-Elektronik, Pepperl+Fuchs, SICK, Turck и российского СЕНСОР, серии ДКЕ, с подбором по параметрам. |
Как работает емкостное измерение уровня? » Gill Sensors & Controls —
Как работает емкостное измерение уровня?
Чтобы объяснить емкостное определение уровня, мы должны сначала понять концепцию конденсатора.
Конденсатор образован двумя электродами, электрически изолированными друг от друга. Сами электроды должны быть проводящими и обычно изготавливаются из металла.
Они могут быть любой формы, хотя проще всего визуализировать две параллельные пластины.
Конденсаторы обладают способностью накапливать энергию в электрическом поле между этими электродами, когда на цепь подается напряжение или «потенциал». Свойство емкости связывает количество энергии, хранящейся в этом поле, с приложенным напряжением или потенциалом.
При размещении непроводящего материала между электродами увеличивается способность конденсатора накапливать энергию и, следовательно, увеличивается емкость. Этот материал между электродами называется «диэлектриком».
Ключевым свойством диэлектрических материалов является количество заряда, которое может быть сохранено.
При попадании диэлектрической жидкости между электродами конденсатора пропорционально изменяется емкость и можно определить уровень жидкости.
Для измерения изменений емкости электрическая энергия, втекающая в электроды и вытекающая из них, измеряется при изменении напряжения или потенциала.
Этот поток энергии создается путем подключения электродов к цепи измерения переменного тока. Чем больше поток энергии к электродам, тем больше емкость, что означает большую диэлектрическую проницаемость между электродами.
Для калибровки датчика уровня необходимо выполнить эталонные измерения при пустом и полном баках. Как правило, требуется значение диэлектрической проницаемости измеряемой жидкости, чтобы обеспечить калибровку датчика на его «полном» уровне. При установке пустого и полного выходных сигналов измерение уровня жидкости сводится к соотнесению выходного сигнала датчика с этими значениями.
Пластины конденсатора также могут быть выполнены в виде концентрических трубок и стержней с преимуществом уменьшения помех, а также повышенной механической жесткости и прочности, как это предусмотрено в датчиках уровня жидкости Gill.
Вся обработка сигналов осуществляется на борту с полностью интегрированной электроникой. Колебания диэлектрической проницаемости, вызванные изменением температуры, управляются с помощью значений смещения, хранящихся в памяти датчика, которые обычно программируются во время заводской калибровки в Gill Sensors.
Gill Sensors Емкостные датчики уровня жидкости часто изготавливаются из алюминия, нержавеющей стали или углеродного волокна, что позволяет компании Gill удовлетворять самые суровые условия эксплуатации, начиная от топливных баков гоночных автомобилей Формулы-1 и заканчивая системами передачи масла в горнодобывающем и промышленном оборудовании.
Емкостный датчик уровня | Емкостной датчик уровня жидкости
Компания elobau, лидер в разработке бесконтактных датчиков, в настоящее время занимается созданием прототипа нового емкостного датчика уровня. Датчик предназначен для использования в различных приложениях уровня резервуаров, включая пищевое оборудование, мобильные контейнеры для жидкостей и медицинские устройства.
Лучший способ оценить функциональность продукта — протестировать его в своем приложении. Наш прототип емкостного преобразователя уровня позволяет клиентам точно измерять уровни жидкости, воды, масла и других жидкостей снаружи резервуара.
У нас есть два типа прототипов, доступных для выборки:
- Прототип 1 — поставляется с наличием до четырех дискретных точек переключения
- Прототип 2 — оснащен аналоговым непрерывным контролем уровня с источником питания и светодиодами
Бесконтактные емкостные реле уровня жидкости и датчики Преимущества Технология использует электроды для обнаружения изменений уровня жидкости. Использование технологии емкостных датчиков уровня дает несколько преимуществ:
- Отсутствие механических частей
- Длительный срок службы, отсутствие износа
- Жидкость не загрязнена (датчиком)
- Простая замена в случае неисправности
- Подходит для пластиковых и стеклянных емкостей
- Распознается прилипание
- Датчики предельного уровня более надежны в случае отклонений по сравнению с датчиками непрерывного уровня .
- Датчики непрерывного уровня имеют самокалибровку, общую с первой операцией.
С elobau возможности практически безграничны.
Узнайте о множестве областей применения, в которых люди используют наши бесконтактные емкостные переключатели уровня.
Изучение работы емкостных датчиков уровня
Жидкость известна как диэлектрик. Ключевым свойством диэлектрических материалов является диэлектрическая проницаемость или относительная диэлектрическая проницаемость. Это свойство представляет собой количество заряда, которое жидкость может поглотить.
Когда жидкость попадает на электроды конденсатора, емкость постепенно изменяется, и можно определить уровень жидкости. Для измерения изменений емкости электрическая энергия, втекающая в электроды и вытекающая из них, измеряется при изменении потенциала цепи. Регулярный поток энергии устанавливается путем подключения электродов к цепи измерения переменного тока. Чем больше энергии поступает к электродам, тем больше емкость, что означает больше жидкости между электродами.
Калибровка емкостных датчиков уровня
Правильная калибровка датчика требует проведения эталонных измерений при пустом и полном баке.
