KapacitansmålingHBLT-A1

HISTORIE

Sent i 1940'erne begyndte en nystartet britisk virksomhed at måle KAPACITANS imellem to elektroder. Kapacitans, der påvirkes af den dielektriske konstant for materialet der måles, i stedet for ledningsevnen, pegede i retning af at konceptet kunne anvendes til så godt som alle materialer.  En ny industri var blevet født.

HB Products har mere end 20 års erfaring inden for udvikling af elektroniske sensorer, oprindeligt til køleindustrien, til anvendelse med ammoniak (R717) og i dag har vi udviklet sensorteknologien til at virke med alle kølemidler selv CO2.

En kondensator dannes når en niveauregistrerende elektrode installeres i et kar. Metalstangen/elektroden virker som den ene plade i kondensatoren og referencerøret virker som den anden plade. Eftersom niveauet stiger erstattes luft eller gas, der normalt omgiver elektroden med væske, der har en anden/større dielektrisk konstant. Et kapacitans-måleinstrument registrerer denne ændring og konverterer den til et proportionalt udgangssignal imellem 0 - 100 %.

Kapacitansforholdet beskrives med følgende ligning: 

C = 0,225 K (A/D)

hvor:

C = Kapacitans i picoFarad “pF”
K = Materialets dielektrisk konstant (relativ permittivitet)
A = Arealet på de inderste elektroder i kvadrattommer
D = Afstanden imellem elektroderne i tommer  

Den dielektriske konstant (relativ permittivitet) er en talværdi på en skala fra 1 til 100, der svarer til evnen for et dielektrikum (materialet imellem elektroderne) til at opbevare en elektrostatisk ladning. Den dielektriske konstant for et materiale bestemmes i en prøvecelle. Værdierne for mange materialer er opslagsværdier. Under anvendelse skabes ændringen i kapacitans på forskellige måder afhængigt af materialet, der måles og valget af niveauelektrode. Det grundliggende princip gælder imidlertid altid. Hvis et dielektrikum med større værdi erstatter et med en lavere værdi vil den samlede udgangskapacitans for systemet forøges. Hvis elektroden gøres størres (forøgelse af overfladearealet) forøges udgangskapacitansen. Niveaumålinger kan opdeles i to grundliggende kategorier: Måling af ikke elektrisk ledende materialer og elektrisk ledende materialer

Ikke elektrisk ledende væsker/materialer
(Ikke elektrisk ledende/isolatorer som glas, papir, plastik og olie) Hvis den dielektriske konstant er mindre end 10 opfører materialet sig som ikke elektrisk ledende. (Alle HFC-/freontyper og CO2 er ikke elektrisk ledende)
 
Elektrisk ledende væsker/materialer
(overfører/leder elektrisk strøm) Hvis den dielektriske konstant er større end 10, opfører væsken sig som elektrisk ledende med en ledningsevneværdi på mindst 100 µS/cm (postevand har en værdi imellem 500 og 1000 µS/cm). (Vand, saltlage og ammoniak er elektrisk ledende)
 
Normalt er det ikke nødvendigt at beregne den faktiske kapacitans, men det er meget vigtigt at forstå princippet og hvordan det virker. Når vi designer en ny kapacitiv sensor, baserer vi den altid på praktisk erfaring, målinger og afprøvninger.
 
Det er muligt af kalibrere en niveausensor, der måler ikke elektrisk ledende væsker i vand, hvis du præcist kender forskellen i den dielektriske konstant. 

Dielektrisk konstant: Temperatur 20°C
Vand/saltlage 80 (0°C is 88)
Ammoniak 17 (-40°C is 22)
CO2 1.5 (-40°C is 2.0)
Oil type PAO, PEO
Oil type PAG
2.2 Mineral og syntetisk typer
3.5 Syntetisk typer
R134a 9.24
R22 6.35
R410A  7.78
R507 6.97
R1234ze 7.7
Air 1.0
Ice 3.2

 

Særlige overvejelser
Materialeansamlinger - Den mest negative påvirkning af nøjagtigheden ved kapacitive målinger forårsages af ansamling af elektrisk ledende materiale på elektrodens overflade. Ikke elektrisk ledende ansamlinger er ikke så alvorlige, da de kun repræsenterer en lille del af den samlede kapacitans. Olie er ikke elektrisk ledende, fine metalpulvere er eksempler på materialer, der er elektrisk ledende.
 
Kemisk påvirkning af det isolerende materiale
Nøjagtigheden af kapacitive målinger kan påvirkes som følge af absorbering/ekspansion af det kemiske kølemiddel (freon og CO2) i det isolerende materiale (PTFE). Sensoren skal omkalibreres efter systemet har været i drift et stykke tid, når det kemiske kølemiddel og niveausensoren har opnået ligevægt, for at opnå den største præcision. Målefejl forårsaget af absorbering vil medføre en lille forskydning.
Den nye HBDX-kølegas-kvalitetssensor er baseret på samme princip, hvor ændringer i tørheds-/mætningsfasen udgør kapacitansændringen/målingen i pF.

 

 

 

HBDX-sensor-design

 

 

 

tel dansk

Hurtig søgning - produkt


Indtast sensor type nummer eksempelvis HBSR og link til HBSR samt relaterede produkter vil blive listet.


Nyheder

Lækage detekterring i kaskade systemer.

Lækage detektering i kaskade systemer. HBAC an...

Læs hele artiklen
 

We use cookies to improve our website and your experience when using it. To find out more about cookies, read our Privacy policy.I accept cookies from this siteAgree