Arbeitsweise Und Systemaufbau; Messprinzip; Funktion - Endress+Hauser Liquicap M FMI51 Technische Information

Liquicap M FMI51

Messprinzip

Endress+Hauser

Arbeitsweise und Systemaufbau

Das Prinzip der kapazitiven Füllstandsmessung beruht auf der Änderung der Kapazität des Konden-
sators aufgrund einer Füllstandsänderung. Die Sonde und die aus leitfähigem Material gefertigte
Behälterwand bilden einen elektrischen Kondensator.
Befindet sich die Sonde in Luft, wird eine niedrige Anfangskapazität gemessen. Wird der Behälter
befüllt, steigt mit zunehmender Bedeckung der Sonde die Kapazität des Kondensators. Ab einer Leit-
fähigkeit von 100 µS/cm ist die Messung unabhängig vom DK-Wert (Dielektrizitätskonstante) der
Flüssigkeit. Dadurch wirken sich Schwankungen im DK-Wert nicht auf die Messwertanzeige aus.
Darüber hinaus wird bei Sonden mit inaktiver Länge ein Einfluss durch Füllgutablagerungen oder
Kondensat in der Nähe des Prozessanschlusses verhindert.
Bei Behältern aus nicht leitfähigem Material wird ein Masserohr als Gegenelektrode verwendet.
1
C
A
1 Sonde in Luft
2 Von Flüssigkeit bedeckte Sonde
3 Vollständig von Flüssigkeit bedeckte Sonde
R Leitfähigkeit der Flüssigkeit
C Kapazität der Flüssigkeit
L
C Anfangskapazität (Sonde frei)
A
C Endkapazität (Sonde bedeckt)
E
ΔC Kapazitätsänderung

Funktion

Der Elektronikeinsatz, der für die Sonde ausgewählt wurde (z. B. FEI50H HART), wandelt die gemes-
sene Kapazitätsänderung der Flüssigkeit in ein Signal um, das proportional zum Füllstand ist.
Phasenselektive Messung
Die Beurteilung der Behälterkapazität erfolgt nach dem Prinzip der phasenselektiven Messung. Bei
diesem Vorgang wird zum einen die Menge des Wechselstroms und zum anderen die Phasenver-
schiebung zwischen Spannung und Strom gemessen. Mit diesen beiden Kenngrößen kann der Kapa-
zitätsblindstrom durch den Mediumkondensator und der tatsächliche Strom durch den
Mediumswiderstand berechnet werden. Leitfähige Ablagerungen auf dem Sondenstab wirken wie
ein zusätzlicher Mediumswiderstand und führen zu Messfehlern. Da die Größe des Mediumswider-
standes mit einer phasenselektiven Messung bestimmt werden kann, kompensiert das System die
Ablagerungen auf der Sonde.
Schnittstelle
Zudem gewährleistet ein zuvor durchgeführter Abgleich einen sicheren und definitiven Messwert –
selbst dann, wenn die Emulsionsschicht von variierender Dicke ist. In diesem Prozess wird der Durch-
schnittswert der Emulsionsschicht immer gemessen. Die Abgleichwerte für einen Leer- und einen
Vollabgleich können mit dem Bedienprogramm FieldCare von Endress+Hauser berechnet werden.
2
ΔC
C
L
R
3
C
E
C
A
A0040662
5