GF5-J5系列电容液位计的应用及维护分享

电容液位计的应用及维护分享

一、GF5-J5系列电容式液位计工作原理及应用范围

电容传感器：电容传感器的原理是利用改变电容的几何尺寸或改变介质的性质和含量，从而使电容量发生变化的原理制成的。该技术主要应用于压力、位移、液位、厚度、水分含量的测量。

GF5-J5系列电容式液位计就是采用测量电容的变化来测量液面的高低的。它是一根金属棒插入到盛液体的容器中，金属棒作为电容的一个极，容器壁（容器壁由导电材料制成）作为电容的另一个极。如果容器壁由非金属材料（不导电）制成，则必须使用具有内外电极的管式电极。两极间的介质即为液体及其上面的空气。由于液体介电常数与液面上空气的介电常数不同，侧当液位升高时，两极间的介电常数总和也会发生变化，所以可以通过两极间的电容变化值来测量液面的高低，电容式液位计的灵敏度取决于两介电常数的差值，而且只有液体介电常数与空气的介电常数恒定时才能保证液位测量的准确性。

电容式液位计测量的液体一般具有导电性，所以电容液位计的金属棒电极都有绝缘层。

电容式液位计优点及应用领域：

体积小，容易实现远传和调节，适用于具有腐蚀性和高压的介质的液位测量。可用的领域极广，如石油、化工、发电、食品、水处理、冶金、水泥等需要测量液位的各种工况环境，进行自动化测量监控。

GF5-J5系列电容式物计是华球（中国）生产的一款物位计，广泛应用于各高炉冲渣系统液位检测。

二、GF5-J5系列电容式液位计的选型及使用时应注意的问题

1.仪表与过程工况相符，包括温度、压力、结构材料与介质的相容性。

2.由于传感器测量的是电容量，介质的介电常数与其灵敏度有直接关系。当介电常数小于5时，测量难度增加，此时推荐使用带同轴套管（B型）电容探头。注意这种探头只适用于液位测量。

3.变送器外壳与电容壁的可靠接地非常重要，对于包衬或非导电容器，需要金属棒或同轴套管给探头提供接地参考电极。

4.仪表要求现场标校，标校时要求现场可以提高或降低液位，校准方法后面详述。

5.探头上残留的导电介质可能引起误差输出，而非导电介质一般不会有此现象。

6.在测量非导电介质时，保证介质有稳定的介电常数很重要。介质介电常数通常由以下原因引起，如：添加其他介质，干燥物质吸潮，介质温度变化等。这些因素可明显影响仪表的精度和性能。如发生上述情况，仪表需要重新标校。而对导电介质，介质温度变化对测量结果无影响。

三、GF5-J5系列电容式液位计的安装应用

1.对于没有同轴套管的探头，要求容器截面必须是规则的，并且安装时探头应与容器壁平行，象卧式筒形容器，建议使用带同轴接地管的探头。这点对非导电介质的情况尤为重要。

2.对于没有同轴套管的探头，如果测量介质。是导电的，而罐壁是非导电的，在探头旁增加一根辅助电极时有必要的，这样可以增加仪表的稳定性和准确性。要求辅助电极是同探头等长且相对固定的硬金属杆，他的一端深入到液体底面，另一端与仪表壳体地相连接。

3.电极的安装处不能有干扰，如搅拌器，入料口等。注意探头不能与被测介质之外的任何其他物质接触。

4.罐顶有足够的空间以便完成有关安装调试等操作。

5.从上部垂直安装时，杆式探头或缆式探头的长度L应满足该公式的要求：L《=容器高度-30mm。

6仪表接地至关重要。有些情况下，需要用生料带或麻绳包裹连接螺纹以达到密封的目的，但会影响接地的可靠性。因此需要用外部电缆将仪表外壳上的接地端子与容器连接来实现可靠接地。

7.在探头安装过程中不要划伤电极外层绝缘层。

8.仪表头可以左右旋转270o左右，以便接线。

9.电容液位计仪表连接图：

10.安装调校完成后，注意将表壳盖拧紧，防止蒸气进入损坏表内元气件。

11.安装位置尽量远离进出料口，以免探头受料流冲击而发生晃动而影响测量。建议安装后探头距罐壁或障碍物0.2米以上

电气连接注意事项：

变送器外壳按IP65防护标准设计，用户现场安装时，接线盒端盖和结案进螺栓要拧紧，以防外部环境中气体、液体的进入，特别是在有腐蚀性介质存在的场合。

四、液位变送器的标校

1、变送器接完线并确认无误后，拧紧接线端盖后，PLC模板上电后，便会给仪表供出24V电源，表头点亮应有显示。否则检查接线是否正确，线路有无故障。

电容液位计的表头采用4位LED 显示，其中小数点位置不可调，10m以下量程的小数点固定在第一位后，10米以上量程的小数点固定在第二位后，显示单位为米。三组按键分别为：SET（设置）、MOVE（移位）和ADD（增加）

2、AT100S变送器的设置。

GF5-J5系列变送器在使用前，要做现场标定。标定时采用两点标定法。首先选择一个低物为点，这一点可以是零点，也可以是高于零点的某一点。把已知物位，通过LED表头的三个按键，写入变送器；再将物位升高到一个高点，同样方法将这个已知物位写入变送器。这样就完成了变送器的标定工作。（有条件的话尽量两点标定，以保证显示值线形变化）

具体设置方法如下：

（1）按“SET”键，显示PASS

（2）按“MOVE”键进入密码设置界面，显示0000，其中末位“0”在闪烁。继续按“MOVE”键可以使闪烁位由右至左依次移动，闪烁位即为当前设置位。

（3）按“ADD”键将显示值设为：0001，此数为进入现场标定界面的密码。

（4）按“SET”键显示№＿1，即第一点标定。

①按“MOVE”键，此时显示出上一次第一点标定时的值，通过“MOVE”和“ADD”键将显示值设置为当前实际液位对应的值。再按“SET”键显示SAU1询问是否保存。此步也可按“SET”键退出第一点标定。

②按“MOVE”键进行第一次确认后显示SAU2，此步也可按“SET”键退出第一点标定。

③再按“ADD”键第二次确认后，显示----，此时进入第一点自动标定状态，直至显示oH为止，第一点标定完成。

（5）按“SET”键显示№＿2即第二点标定。

①按“MOVE”键，此时显示出上一次第二点标定时的值，通过“MOVE”和“ADD”键将显示值设置为当前实际液位对应的值。再按“SET”键显示SAU1询问是否保存。此步也可按“SET”键退出第二点标定。

②按“MOVE”键进行第一次确认后显示SAU2，此步也可按“SET”键退出第二点标定。

③再按“ADD”键第二次确认后，显示----，此时进入第一点自动标定状态，直至显示oH为止，第二点标定完成。需要说明的是并不需要第二点液位一定高于第一点，但为了保证测量精度，两点间距应尽量大，并且两点都应该经过准确标定。

（6）按“SET”键显示0000，完成标定过程，进入测量状态。

五、GF5-J5系列电容式物计故障处理

电容式液位计在现场应用中的常见问题是显示波动大和缆绳赃污造成显示不准。自从加了套管以后，因液面不稳造成的波动问题已基本得到解决。所以处理故障时需要检查的主要问题是缆绳绝缘层是否破损裸漏、缆绳是否被污泥和杂物附着、探头是否被渣埋住、变送器里的电器元件是否因蒸汽侵蚀造成损坏和短路。

处理步骤：

1、首先需要检查接地，接地不良会造成数值不准。

2、再慢慢拎起缆绳，观察液位计表头是否随拎起高度变化，同时检查缆绳是否脏污。液位计表头不变化需要检查供电线路、变送器内部元件有无损坏、缆绳绝缘层是否被磨漏或更换液位计。若液位计表头无规律变化很可能是缆绳绝缘层被磨漏或变送器内部元件损坏。缆绳赃污的要用软布将缆绳擦拭干净（注意拎放和擦拭缆绳时不要让缆绳绝缘层破损）。缆绳擦拭后将液位计放入水中，测量水的深度是否与显示一致，如不一致需重新标定（尽量两点标定，保证测量准确）。

3、如表头显示最大或横杠说明缆绳绝缘层已经磨漏，需要更换新的液位计，有时候显示不对是因为液位计的坠被渣埋住了，需要将坠拎出来处理，如果有必要应将液位计提起相应高度或更换缆绳短一些的液位计以防止触渣并在显示表上重新设置量程上下限。

实验：取一大盆水，将液位计缆绳及探头盘着放入，用实验的方法强调电容式液位计外接电极（接地）的重要性，观察变送器外接电极和不外接电极时的区别。