1、2020/5/19 Classification: INTERNAL E+H China Slide 1 Endress+Hauser 电容物位计电容物位计 ( 射频导纳射频导纳) 2020/5/19 测量原理 产品系列 安装和操作 E+H China Slide 2 2020/5/19 Endress+Hauser 电容物位计Capacitive 培训 测量原理 - 电容物位计的基本原理 物位的变化引起电容量的变化 电容的电容量受以下 3个因素影响: 两极板之间的距离 (d) 极板与介质的接触面积 (A) 极板间介质的介电常数 (er) 3 3 d A C r ee0 e0 : 电场常数 :
2、 8,854*1012 C/(Vm) er : 不同介质的介电常数 A 2020/5/19 测量原理 产品系列 安装和操作 E+H China Slide 3 2020/5/19 Endress+Hauser 电容物位计Capacitive 培训 r 测量原理 - 部分被测物料的介电常数 固体固体 Dolomite Ferric oxide Grain Broken glass Coffee Slaked lime Quick lime Coal lumps Coal dust Feed Flour Nylon granulates Silica powder Rice Sand, dry W
3、ashing-powder e er 7,8 . 8 9,3 2,2 . 3,6 1,2 . 5 4,6 5 3,3 4,5 2,3 2,3 . 3 4,5 1,8 2 3,5 3 . 5 1,1 . 1,3 液体液体 Alcohol Petrol Chloroform Desmophen 5100 Desmodur 44 V Deuterium Liquid gas - Chlorine - Air -140C - Butane - Propane Glycerin Fuel oil Latex Petroleum Water e er 3 2 . 3 5,5 2,27 8,12 1,3 1
4、,8 1,5 1,2 1,2 13,2 2,1 16 2,1 81 Air = 1 2020/5/19 测量原理 产品系列 安装和操作 E+H China Slide 4 2020/5/19 Endress+Hauser 电容物位计Capacitive 培训 测量原理 - 电容物位计的测量原理 以常见的圆柱型储罐为例 电容探头和储罐罐壁形成一个电容. L D d er 电容探头 dD L C r /ln 2 0 ee 罐壁 2020/5/19 测量原理 产品系列 安装和操作 E+H China Slide 5 2020/5/19 Endress+Hauser 电容物位计Capacitive 培
5、训 为了将电容变化量转变成 电信号 对电容两极板加交变电压 物位变化所引起的电容变化会物位变化所引起的电容变化会 使回路电流产生变化使回路电流产生变化 交流电电源 所测电流 电容物为位计探头 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + - - + - +
6、- + 测量原理 - 电容物位计的测量原理 2020/5/19 测量原理 产品系列 安装和操作 E+H China Slide 6 2020/5/19 Endress+Hauser 电容物位计Capacitive 培训 测量原理 - 最小探头长度的计算 对限位开关 (Nivotester) 电容的最小变化量 DCmin 应 为 5 . 10 pF. 对连续测量 (Silometer) 电容的最小变化量 DCmin 为 10 pF (FEC12). 非导电介质非导电介质 Lmin = DCmin Cs(er-1) Lmin = DCmin Cs Conductive media er = 介质的
7、介电常数: 油品= 2 液氯 = 1.8 Cs = 电容探头距罐壁 250 mm : 13 pF/m 带接地管探头: 55 pF/m 导电介质: 400 pF/m DCmin= 电容的最小变化量 L min 2020/5/19 测量原理 产品系列 安装和操作 E+H China Slide 7 2020/5/19 Endress+Hauser 电容物位计Capacitive 培训 测量原理 - 最小探头长度计算 (导电介质, 如酸溶液) Lmin = = = 1,3 cm DCmin Cs 5 pF 400 pF/m Lmin = = = 2,5 cm DCmin Cs 10 pF 400 p
8、F/m 测酸溶液的限位: 对酸溶液连续测量 : L min 2020/5/19 测量原理 产品系列 安装和操作 E+H China Slide 8 2020/5/19 Endress+Hauser 电容物位计Capacitive 培训 测量原理 - 最小探头长度计算 (非导电介质, 如油品) 带接地管: 不带接地管: 进行油品的限位测量进行油品的限位测量: Lmin = = = 9 cm DCmin Cs(er-1) 5 pF 55 pF/m(2-1) Lmin = = = 38,5 cm DCmin Cs(er-1) 5 pF 13 pF/m(2-1) L min e 2020/5/19 测
9、量原理 产品系列 安装和操作 E+H China Slide 9 2020/5/19 Endress+Hauser 电容物位计Capacitive 培训 测量原理 - 最小探头长度的计算 (非导电介质, 如油品) 带接地管: 不带接地管: 连续测量连续测量: Lmin = = = 18 cm DCmin Cs(er-1) 10 pF 55 pF/m(2-1) Lmin = = = 77 cm DCmin Cs(er-1) 10 pF 13 pF/m(2-1) min e L 2020/5/19 测量原理 产品系列 安装和操作 E+H China Slide 10 2020/5/19 Endre
10、ss+Hauser 电容物位计Capacitive 培训 杆式或缆式探头 产品系列 - 实际解决方案 全绝缘或部分绝缘探头 探头带接地管 2020/5/19 测量原理 产品系列 安装和操作 E+H China Slide 11 2020/5/19 Endress+Hauser 电容物位计Capacitive 培训 产品系列 - 实际解决方案 带屏蔽管 (inactive length) 动态抗黏附补偿 温度隔离器 2020/5/19 测量原理 产品系列 安装和操作 E+H China Slide 12 2020/5/19 Endress+Hauser 电容物位计Capacitive 培训 温度
11、隔离器、全绝缘/半绝缘探头的选用 当过程温度较高时，可选用温度隔离器或分离 电子腔室HTC对电子插件进行保护 导电性介质导电性介质 非导电性介质非导电性介质 全绝缘探头全绝缘探头 半绝缘探头半绝缘探头 全绝缘探头全绝缘探头 半绝缘探头半绝缘探头 全绝缘探头（强腐蚀性介全绝缘探头（强腐蚀性介 质）质） 连续物位测量连续物位测量 限位开关限位开关 产品系列 - 实际解决方案 2020/5/19 测量原理 产品系列 安装和操作 E+H China Slide 13 2020/5/19 Endress+Hauser 电容物位计Capacitive 培训 -减小两极板之间的距离从 而 增加电容的变化量，
12、对 低介电常数的介质可以有 效增加测量的灵敏度 - 对非金属容器可作为参 考极板 - 对带搅拌的容器，可增 加测量的稳定性 - Linearise level indication 对卧罐、球罐以及内部表 面形状特殊的容器，可增 加物位测量的线性度 带接地管探头的选用 带接地管探头的应用特点带接地管探头的应用特点: 接地管形成电容的另一个极板接地管形成电容的另一个极板 产品系列 - 实际解决方案 2020/5/19 测量原理 产品系列 安装和操作 E+H China Slide 14 2020/5/19 Endress+Hauser 电容物位计Capacitive 培训 带屏蔽管的探头 带屏蔽
13、管探头的应用特点带屏蔽管探头的应用特点: 可有效防止过程连接处，安装短 管以及装置内壁上产生的挂料、 冷凝对测量的影响 产品系列 - 实际解决方案 2020/5/19 测量原理 产品系列 安装和操作 E+H China Slide 15 2020/5/19 Endress+Hauser 电容物位计Capacitive 培训 动态抗挂料补偿 动态抗挂料补偿探头的应用特点：动态抗挂料补偿探头的应用特点： 通过单独的补偿回路,挂料的 影响被检测和补偿 产品系列 - 实际解决方案 2020/5/19 测量原理 产品系列 安装和操作 E+H China Slide 16 2020/5/19 Endres
14、s+Hauser 电容物位计Capacitive 培训 模块化设计模块化设计 基本型只有两种基本型只有两种:全绝缘和半绝缘全绝缘和半绝缘 动态抗挂料补动态抗挂料补 偿偿 3/4“ and 11/2“ 过程连接过程连接 可提供适合各种用户需要可提供适合各种用户需要 的的 带防腐涂层的探头带防腐涂层的探头 消除冷凝和挂料对测量的影响消除冷凝和挂料对测量的影响 节省费用节省费用 特点特点 优势优势 Multicap - Multicap T - Multicap A/E 产品系列 - Multicap 系列探头 广泛应用于世界各地广泛应用于世界各地 2020/5/19 测量原理 产品系列 安装和操作
15、 E+H China Slide 17 2020/5/19 Endress+Hauser 电容物位计Capacitive 培训 产品系列 - 不同系列的区别 Multicap Multicap T 11/2“ 过程连接过程连接 过程压力最高过程压力最高 100 bar 3/4“ 过程连接过程连接 压力最高压力最高 40 bar 可选用一体化插件可选用一体化插件 FEC 12/22 FM IS, XP CSA IS, XP Cenelec Eexia, EEx d PTB Zone 0 WHG VbF Cenelec EEx ia Multicap .A. 针对北美市场提供相关证书，针对北美市场
16、提供相关证书， 及过程连接及过程连接 Multicap .E. 提供欧洲标准及相关证书提供欧洲标准及相关证书 2020/5/19 测量原理 产品系列 安装和操作 E+H China Slide 18 2020/5/19 Endress+Hauser 电容物位计Capacitive 培训 产品系列 - Multicap系列探头 探头屏蔽部分探头屏蔽部分 动态抗挂料补偿动态抗挂料补偿 电子插件电子插件 连续测量插件 限位开关插件 附件附件 温度隔离器 气密接口 接地管接地管 保证非导电介质的精确测量 探头长度探头长度 Rope version up to 26m Rod version up to
17、 6m 认证认证 PTB zone 0 WHG VbF Cenelec EEx ia 仪表外壳仪表外壳 铝合金 塑料 带涂层铝合金 电缆入口电缆入口 Pg 16, NPT 1/2, G 1/2, M 20x1,5 绝缘保护材质绝缘保护材质 杆式探头可提供 PTFE, PE, PFA 缆式探头可提供 PE, FEP, PFA 探头材质探头材质 不锈钢 1.4571 钢ST37 哈氏合金 C4 Monel 过程连接过程连接 G 1 1/2 A NPT 1 1/2“ 卫生型连接 三夹头 法兰 DIN/ANSI/JIS 2020/5/19 测量原理 产品系列 安装和操作 E+H China Slide
18、 19 2020/5/19 Endress+Hauser 电容物位计Capacitive 培训 产品系列 - Multicap A/E 探头 附件附件 温度隔离器 气密接口 接地管接地管 对非导电介质保证测量精度 动态抗挂料补偿动态抗挂料补偿 绝缘保护材质绝缘保护材质 根据不同被测介质可提供 PTFE, PE, PFA, . 一体化电子插件一体化电子插件 FEC 12连续 FEC 22开关 电子插件电子插件 连续测量 限位开关 HART-/INTENSOR通讯协议 外壳外壳 可提供铝合金 Ex d隔爆外壳， 带独立的接线腔室 过程连接过程连接 G 1 1/2 A NPT 1 1/2“ 卫生型连
19、接 三夹头 法兰 DIN/ANSI/JIS 认证认证 FM IS, XP CSA IS, XP Cenelec EEx ia EEx d PTB zone 0, VbF, WHG 探头长度探头长度 Rope version up to 26m Rod version up to 6m 电缆入口电缆入口 Pg 16, NPT 3/4, G 1/2, M 20,1,5 探头材质探头材质 不锈钢 1.4571 探头屏蔽部分探头屏蔽部分 2020/5/19 测量原理 产品系列 安装和操作 E+H China Slide 20 2020/5/19 Endress+Hauser 电容物位计Capaciti
20、ve 培训 产品系列 - Multicap T 探头 外壳外壳 PBTP-塑料外壳 带涂层铝合金外壳 带独立的接线腔室的铝合金 隔爆外壳 不锈钢外壳 一体化插件一体化插件 FEC 12连续 FEC 22开关 电子插件电子插件 连续测量 限位开关 HART-/INTENSOR通讯协议 认证认证 FM IS, XP CSA IS, XP Cenelec EEx ia EEx d PTB zone 0, VbF, WHG 探头长度探头长度 缆式最长 20m 杆式最长 3m 过程连接过程连接 G 3/4 A NPT 3/4“ 卫生型连接 三夹头 法兰 DIN/ANSI/JIS Ground tube
21、for accurate measurements in non-conductive liquids 绝缘保护材质绝缘保护材质 根据测量介质不同可提供 PTFE, PE, PFA, FEP 附件附件 温度隔离器 探头屏蔽部分探头屏蔽部分 动态抗挂料补偿动态抗挂料补偿 电缆入口电缆入口 Pg 16, NPT 3/4, G 1/2, M 20x1,5 探头材质探头材质 Stainless steel 1.4435 2020/5/19 测量原理 产品系列 安装和操作 E+H China Slide 21 2020/5/19 Endress+Hauser 电容物位计Capacitive 培训 产品系
22、列 - 仪表组成结构 探头探头 电子插件电子插件 变送器变送器 EC 11, 72, 61 3- 线线 PFM- 信号信号 FEC 22 FEC 12 4.20 mA Smart INTENSOR/HART 一体化电子插件一体化电子插件 可用于可用于 Multicap A/E 和和 Multicap T系列系列 EC 17, 37, 47, 16 2020/5/19 测量原理 产品系列 安装和操作 E+H China Slide 22 2020/5/19 Endress+Hauser 电容物位计Capacitive 培训 产品系列 - 固体电容的T，M，S系列 Minicap FTC260,
23、FTC262 FTC968 Solicap FTC51, FTC52, FTC53 T M TSP 12892 TSP 12656 S 2020/5/19 测量原理 产品系列 安装和操作 E+H China Slide 23 2020/5/19 Endress+Hauser 电容物位计Capacitive 培训 产品系列 - TSP系列探头 TSP 12656 TSP 12892 对极端工况的解决方案 (TSP 系列探头) TSP 12656 / TSP 12892 -缆式/杆式探头的材质为陶瓷 - 温度最高达 450C TSP系列探头专为以下工况系列探头专为以下工况 设计设计 - 高温及温度
24、快速波动的工况 - 磨损强的块料及冷凝严重的工况 特点特点 优势优势 2020/5/19 测量原理 产品系列 安装和操作 E+H China Slide 24 2020/5/19 Endress+Hauser 电容物位计Capacitive 培训 安装和操作 - 电容的安装 侧装时应倾斜 一定角度 2020/5/19 测量原理 产品系列 安装和操作 E+H China Slide 25 2020/5/19 Endress+Hauser 电容物位计Capacitive 培训 安装和操作 - FEC 12 一体化电子插件 功能强大的两线制回路供电 4.20 mA 输出 智能型电子插件。 结构紧凑，
25、可装于Multicap T 和Multicap AE 系列探头，进行连续料位测量. 测量频率测量频率 500 kHz 可通过手操器标定可通过手操器标定 可通过插体上按键可通过插体上按键 进行标定进行标定 带线性化曲线带线性化曲线 EEx ia EEx d 认证认证 2020/5/19 测量原理 产品系列 安装和操作 E+H China Slide 26 2020/5/19 Endress+Hauser 电容物位计Capacitive 培训 安装和操作 - FEC 12 操作简单 读取和写入 锁定 复位 空标 0% 4 mA 满标 100% 20 mA 按按 5s 2020/5/19 测量原理
26、产品系列 安装和操作 E+H China Slide 27 2020/5/19 Endress+Hauser 电容物位计Capacitive 培训 安装和操作 - FEC 22 一体化开关电子插件 适用于Multicap T 及 Multicap A/E系列探头. 可在 交/直流供电条件下工作 内部有挂料补偿回路,保证探头处有严重挂料 的情况下开关正常工作 动态抗挂料补偿动态抗挂料补偿 自动优化开关报警点自动优化开关报警点 可通过电子插件上可通过电子插件上 按键进行标定按键进行标定 高高/低报警模式选择低报警模式选择 EEx d 认证认证 2020/5/19 测量原理 产品系列 安装和操作 E
27、+H China Slide 28 2020/5/19 Endress+Hauser 电容物位计Capacitive 培训 安装和操作 - FEC 22 简单的现场调试 Press 5s Press 2s Press 2s 复位 当探头不被物料覆盖时调整 当探头被物料覆盖时调整 73 1 73 1 开关点微调 73 1 6 8 2 2020/5/19 测量原理 产品系列 安装和操作 E+H China Slide 29 2020/5/19 Endress+Hauser 电容物位计Capacitive 培训 安装和操作 - FEC 22 功能一览表 No. 1 2 3 4 5 6 7 8 开关设
28、定 符号 设定值 功能 1 37 73 1 73 1 73 1 73 1 73 1 73 1 73 1 2pF 4pF 8pF 16pF 32pF 32 pF pF pF pF pF DC DC OFF ON 0,5s 1,5s 6s 12s 20s Dt 0,5s 1,5s 6s 12s 20s Dt MIN MAX OFF ON OFF ON DC -4 pF -4 pF DC -2 pF -2 pF DC -2 pF -2 pF DC -4 pF 物料覆盖探头时的标定 维修模式 物料不覆盖探头时的标定 高/低报警模式选择 当探头不被物料覆盖时的开关延迟 当探头被物料覆盖时的开关延迟 Op
29、timised Switchpoint ON/OFF 手动开关点设定 2020/5/19 测量原理 产品系列 安装和操作 E+H China Slide 30 2020/5/19 Endress+Hauser 电容物位计Capacitive 培训 安装和操作 - FTC420和EC61Z的接线 2020/5/19 测量原理 产品系列 安装和操作 E+H China Slide 31 2020/5/19 Endress+Hauser 电容物位计Capacitive 培训 安装和操作 - FTC420的标定1.选择电容范围 1. 将旋钮逆时针转到 0位 2. 开关选择位置1 3. 将旋钮顺时针旋转 直到红灯闪烁 4. 若红灯一直不亮， 开关选择2，重复 第3步 5. 若红灯仍不亮，开 关选择3，重复第3 步 2020/5/19 测量原理 产品系列 安装和操作 E+H China Slide 32 2020/5/19 Endress+Hauser 电容物位计Capacitive 培训 安装和操作 - FTC420的标定2. 标定 低报警低报警： 1. 将旋钮转到0位 2. 顺时针慢慢转动旋钮，直到红灯点亮 3. 当找到确切的开关位置后，将旋钮逆时针旋转半圈 高报警高报警： 1. 将旋钮转到0位 2. 顺时针慢慢转动旋钮，直到红灯熄灭 3. 当找到确切的开关位置后，将旋钮逆时针旋转半圈
