Arbeitsweise Und Systemaufbau; Messprinzip; Funktion - Endress+Hauser Liquicap M FMI52 Technische Information

Liquicap M FMI51, FMI52

Messprinzip

!
Endress+Hauser

Arbeitsweise und Systemaufbau

Das Prinzip der kapazitiven Füllstandmessung beruht auf der Änderung der Kapazität eines Konden-
sators durch die Veränderung des Füllstandes. Sonde und Behälterwand (leitendes Material) bilden
einen elektrischen Kondensator. Befindet sich die Sonde in Luft (1), wird eine bestimmte niedrige
Anfangskapazität gemessen. Wird der Behälter befüllt, so steigt mit zunehmender Bedeckung der
Sonde (2), (3) die Kapazität des Kondensators. Ab einer Leitfähigkeit von 100 μs/cm ist die Messung
unabhängig vom Wert der Dielektrizitätskonstante (DK) der Flüssigkeit. Dadurch haben Schwankun-
gen des DK-Wertes keinen Einfluss auf die Messwertanzeige. Weiterhin wird bei Sonden mit inaktiver
Länge ein Einfluss durch Füllgutansatz oder Kondensat in der Nähe des Prozessanschlusses vermie-
den.
Hinweis!
Bei Behältern aus nicht leitenden Materialien wird ein Masserohr als Gegenelektrode verwendet.
1
C
A
R: Leitfähigkeit der Flüssigkeit
C: Kapazität der Flüssigkeit
C : Anfangskapazität (Sonde frei)
A
C : Endkapazität (Sonde bedeckt)
E
C: Kapazitätsänderung

Funktion

Der gewählte Elektronikeinsatz der Sonde (z.B. FEI50H 4...20 mA HART) wandelt die gemessene
Kapazitätsänderung der Flüssigkeit zu einem, dem Füllstand proportionalen Signal.
Phasenselektive Messung
Die Auswertung der Behälterkapazität arbeitet nach dem Prinzip der phasenselektiven Messung. Bei
diesem Verfahren wird der Betrag des Wechselstromes und die Phasenverschiebung zwischen Span-
nung und Strom gemessen. Mit diesen zwei Kenngrößen kann der kapazitive Blindstrom durch den
Mediumskondensator und der reale Strom durch den Mediumswiderstand berechnet werden. Ein
anhaftender leitender Ansatz am Sondenstab/-seil wirkt wie ein zusätzlicher Mediumswiderstand und
verursacht einen Messfehler. Da mit der phasenselektiven Messung die Größe des Mediumswiderstan-
des bestimmt werden kann, wird der anhaftende Ansatz an der Sonde kompensiert.
2
C
Ä
C
R
3
C
E
C
A
L00-FMI5xxxx-15-05-xx-xx-001
3