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smart压力变送器|电容传感器式差压式流量计原理与设计
信息来源: 变送器厂家 | 2019-12-12 点击量: 685

电容式传感器是一种把被测的机械量转换为电容量变化的传感器。它的敏感部分就是具有可变参数的电容器。电容式传感器可分为极距变化型、面积变化型、介质变化型三类。极距变化型一般用来测量微小的线位移或由于力、压力、振动等引起的极距变化。面积变化型一般用于测量角位移或较大的线位移。介质变化型常用于物位测量和各种介质的温度、密度、湿度的测定。电容传感器式差压式流量计 电容器传感器的优点是结构简单,价格便宜,灵敏度高,过载能力强,动态响应特性好和对高温、辐射、强振等恶劣条件的适应性强等。缺点是输出有非线性,寄生电容和分布电容对灵敏度和测量精度的影响较大,以及联接电路较复杂等。70年代末以来,随着集成电路技术的发展,出现了与微型测量仪表封装在一起的电容式传感器。这种新型的传感器能使分布电容的影响大为减小,使其固有的缺点得到克服。电容式传感器是一种用途极广,很有发展潜力的传感器。 电容传感器的本质是检测衬垫之间的电场变化。电容传感器会产生电场,当物体通过时会引起电场的变化,电场波动与电容变化成正比。数字电容转换器(CDC)处理电容变化并输出数字信号,然后可由微控制器或其他数字接口连接。由于传感器不含机械部件,从本

质上讲,它们比早期的机械产品更加可靠。


恶劣的工业应用要求控制器件可以承受环境条件的持续变化,如大范围的温度波动、温度、尘埃、静电放大(ESD)、事故性溢漏或长期暴露在湿气中,电容传感器完全可以胜任。在工业应用的控制设备中,电容传感器能为用户提供选择恰当的“触摸感觉”的能力。电容传感器式差压式流量计

电容传感器的衬垫由一个薄的保护塑料层覆盖,因此衬垫不会受到尘埃和液体渗透的影响。塑料厚度可以根据具体应用而不同。针对这些情况,可对传感器进行调谐以补偿塑料层厚度的变化,在潮湿应用或者传感器衬垫可能受到液体、湿气或清洁剂的频繁影响情况下,这是特别重要的。保护塑料层还有助于加强传感器芯片的静电放电防护功能。
电容传感器式差压式流量计

电容传感器式差压式流量计是以伯努利方程和流体连续性方程为依据,根据节流原理,当流体流经节流件时(如标准孔板、标准喷嘴、长径喷嘴、经典文丘利嘴、文丘利喷嘴等),在其前后产生压差,此差压值与该流量的平方成正比。在电容传感器式差压式流量计中,因标准孔板节流装置差压流量计结构简单、制造成本低、研究最充分、已标准化而得到最广泛的应用。孔板流量计理论流量计算公式为:

式中,qf为工况下的体积流量,m3/s;c为流出系数,无量钢;β=d/D,无量钢;d为工况下孔板内径,mm;D为工况下上游管道内径,mm;ε为可膨胀系数,无量钢;Δp为孔板前后的差压值,Pa;ρ1为工况下流体的密度,kg/m3。对于天然气而言,在标准状态下天然气积流量的实用计算公式为:

式中,qn为标准状态下天然气体积流量,m3/s;As为秒计量系数,视采用计量单位而定,此式As=3.1794×10-6;c为流出系数;E为渐近速度系数;d为工况下孔板内径,mm;FG为相对密度系数,ε为可膨胀系数;FZ为超压缩因子;FT为流动湿度系数;p1为孔板上游侧取压孔气流绝对静压,MPa;Δp为气流流经孔板时产生的差压。

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选型注意:
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