Sensori di livello capacitivi: dispositivo, principio di funzionamento, applicazione

I sensori di livello capacitivi vengono utilizzati principalmente come mezzo per monitorare il livello di vari liquidi. Il processo di controllo si basa sul fatto che ogni liquido ha una certa costante dielettrica. Pertanto, il principio di funzionamento di un sensore di livello capacitivo è il seguente.

L'elemento principale di un sensore di livello capacitivo è uno speciale condensatore altamente sensibile che può cambiare la sua capacità a seconda dell'ambiente in cui viene posizionato. La sensibilità del condensatore consente al sensore di funzionare in modo altrettanto efficace sia con fluidi dielettrici che con fluidi minimi costante dielettrica.

Il sensore viene semplicemente installato in un serbatoio per un materiale liquido il cui livello in quel serbatoio (ad esempio, in un tubo) deve essere monitorato. La costante dielettrica attuale dell'aria è presa come costante dielettrica di base. E non appena il liquido entra in contatto con l'elemento sensibile del sensore, la capacità del condensatore sensibile cambierà.In questo momento, il sensore funzionerà: il livello di controllo del liquido verrà fissato.

A proposito, i sensori di livello di tipo capacitivo sono in grado di rispondere al liquido senza il contatto diretto dell'elemento sensibile con esso. Dopotutto, il fissaggio della variazione della costante dielettrica può essere effettuato anche dal materiale dielettrico del corpo del serbatoio in cui varia il livello del liquido. Il monitoraggio può essere effettuato, ad esempio, attraverso il coperchio, la parete o il fondo del serbatoio, non appena il liquido raggiunge il punto in cui è installato l'elemento sensore sensibile.

I misuratori di livello capacitivi con elettrodi coassiali vengono utilizzati per la misura di livello in fluidi non conduttivi. Lo svantaggio dell'elemento sensibile coassiale è il suo scarso riempimento con una sostanza controllata, specialmente con una maggiore viscosità del mezzo e la presenza di impurità solide.

I sensori sono prodotti in diverse versioni: nella forma, nelle dimensioni, nel design dell'elemento sensibile, nonché nel design e nelle dimensioni della custodia e nel tipo di installazione del sensore (incassato nel muro o nel coperchio, posizionato accanto al contenitore , posto su una sospensione nel contenitore).

Nel caso di utilizzo di un elettrodo come elemento sensibile, il ruolo del secondo elettrodo del condensatore è svolto dalla parete del serbatoio messa a terra, se è metallica, o da uno speciale elettrodo metallico messo a terra, se la parete del serbatoio è costituito da un dielettrico. I singoli elettrodi possono essere aste rigide o cavi flessibili.

Per misurare il livello di un mezzo conduttivo, l'elettrodo di misura è ricoperto da uno strato isolante. Di norma, il fluoroplasto viene utilizzato come isolante.

I sensori capacitivi di livello del liquido sono utilizzati in un'ampia varietà di aree industriali moderne perché sono compatibili con quasi tutti i liquidi. Questa è l'agricoltura con i suoi fertilizzanti liquidi e i suoi sistemi di irrigazione. Questa è l'industria alimentare (latte, acqua, bevande).

Nell'industria petrolchimica è necessario controllare il livello dei prodotti petroliferi. Nei prodotti farmaceutici, preparati liquidi... In molte industrie, è estremamente importante controllare il livello dell'acqua, anche sotterranea, così come l'acqua nei sistemi di stoccaggio, l'approvvigionamento idrico, le acque reflue e le acque reflue nelle imprese e semplicemente negli edifici.

In questo modo il sensore è in grado di misurare il livello di un prodotto liquido e, se necessario, interagendo con l'automazione, mantenere il valore richiesto. Può monitorare il riempimento del contenitore con liquido e il processo di passaggio del liquido attraverso la tubazione, nonché monitorare il flusso. Pertanto, il sensore di livello del liquido capacitivo è una soluzione indispensabile per i sistemi di automazione in tutti i tipi di imprese.

Numerosi vantaggi distinguono i sensori capacitivi da altri tipi di dispositivi di controllo del livello. I sensori capacitivi sono compatibili anche con sostanze chimicamente aggressive e infiammabili.

Possono lavorare con prodotti con quasi tutte le proprietà fisiche, con serbatoi di qualsiasi volume, forma e dimensione (grazie alla possibilità di interazione senza contatto). La stanza può essere fumosa, polverosa e può esserci un'elevata umidità nell'aria, che non interferisce con il funzionamento del sensore.

Il sensore è facile da posizionare e molto facile da mantenere.Di conseguenza, la durata del sensore può essere misurata in anni e la precisione e l'affidabilità, se utilizzate correttamente, rimarranno invariate.

Naturalmente, anche i sensori capacitivi presentano degli svantaggi. Ad esempio, sono sensibili alla formazione di schiuma, all'accumulo di materiale o ai depositi, che possono causare falsi allarmi. È pertanto necessaria una manutenzione regolare di tali sensori. Naturalmente, sono più costosi di altri tipi di sensori.

In ogni caso, prima dell'installazione, il sensore deve essere regolato con precisione e durante il funzionamento è necessario monitorarne le condizioni. Quindi l'affidabilità e l'accuratezza del controllo rimarranno le migliori.