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Messeinrichtung
Meßeinrichtung zur
kapazitiven Grenzstand-
detektion
Funktionsprinzip
Einbau
Die komplette Messeinrichtung umfasst:
• den Füllstandgrenzschalter Nivotester
FTC 625
• eine kapazitive Sonde
• den Elektronikeinsatz EC 27 Z,
der normalerweise im Sondenkopf ein-
geschraubt wird.
Elektronikeinsatz
EC 27 Z,
eingebaut im
Sondenkopf
Sonde
explosionsgefährdeter
Bereich
oder
Sonde
hohe
Temperatur
Koaxial-
kabel
explosionsgefährdeter
Bereich
Die kapazitive Grenzstanddetektion be-
ruht auf den physikalischen Eigenschaf-
ten eines Kondensators.
Die Kapazität C eines Kondensators er-
gibt sich aus dem Abstand d der Elek-
troden, der Fläche A der Elektroden und
der Dielektrizitätskonstanten ε des da-
zwischenliegenden Dielektrikums:
A
= ε
C
.
d
Der Kondensator, den man in der Füll-
standmesstechnik zur Grenzstanddetek-
tion benutzt, wird meist gebildet aus
dem Füllgutbehälter und einer Sonde,
die in den Behälter hineinragt. Behälter-
wand und Sonde bilden dann die Elek-
troden. Bei nichtleitenden Behälter-
wänden muss eine Gegenelektrode
(z.B. Masserohr, zweite Sonde oder
Metallplatte) eingesetzt werden. Diese
kann auch aus dem zweiten Stab einer
Doppelstabsonde bestehen.
Der hellgrüne Elektronikeinsatz EC 27 Z
wird normalerweise in den Sondenkopf
eingeschraubt. Die Betriebstemperatur
im Behälter darf maximal 100 °C betra-
gen, wenn die Umgebungstemperatur
für das Sondenkopfgehäuse nicht höher
als 60 °C ist.
2
Bei zu hohen Temperaturen im Sonden-
kopfgehäuse wird der Elektronikeinsatz
in einem separaten Schutzgehäuse un-
tergebracht. Diese Einheit heisst dann
HTC 27 Z.
Zweidrahtleitung
Elektronikeinsatz
EC 27 Z im
separaten Schutz-
gehäuse
HTC
27 Z
Zweidrahtleitung
Elektrodenabstand und -fläche bleiben
konstant. Die einzige Variable ist das
Füllgut, das das Dielektrikum zwischen
den Elektroden darstellt. Für Luft und
Vakuum ist die relative Dielektrizitäts-
ε
konstante
r
Schüttgüter gilt
Die Kapazität des Kondensators hängt
also davon ab, ob sich Füllgut zwischen
Sonde und Behälterwand befindet oder
nicht, d. h., ob die Sonde bedeckt oder
frei ist.
Der Kondensator wird nun als Teil eines
Schwingkreises eingesetzt, dessen wei-
tere Bauteile sich im Elektronikeinsatz
EC 27 Z befinden. Bei freier Sonde ist
die Kapazität kleiner als bei bedeckter
Sonde, so dass der Schwingkreis mit hö-
herer Frequenz schwingt.
Der Elektronikeinsatz setzt die Schwing-
kreisfrequenz in einen Pulsfrequenz-
strom um. Dieser wird dem Grundstrom
überlagert und gelangt über eine Zwei-
drahtleitung zum Nivotester.
Bei höherer Umgebungstemperatur am
Sondenkopf verwenden Sie den Elektro-
nikeinsatz im Schutzgehäuse HTC 27 Z,
den Sie an einer Stelle mit Umgebungs-
temperatur unter 80 °C montieren, je-
doch so nahe wie möglich am Sonden-
kopf, um die Länge des Koaxialkabels
zur Sonde und damit die Kapazität klein
zu halten.
Nivotester
FTC 625
Netz/Versorgung
angeschlossene
Steuer- und
Signalgeräte
Nivotester
FTC 625
Netz/Versorgung
angeschlossene
Steuer- und
Signalgeräte
= 1
, für Flüssigkeiten und
ε
> 1
.
r
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