Sensoren - HTL Wien 10
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MESSTECHNIK KOMPENDIUM <strong>Sensoren</strong> Berufskolleg Olsberg 2004/2005<br />
Funktionsprinzip<br />
Das kapazitive Messverfahren beruht sich auf die Änderung des Füllstandes. Wenn sich der Füllstand<br />
ändert entsteht eine Kapazitätsänderung ?C. Die Messanordnung wird durch den kapazitiven<br />
Füllstandssensor (Standaufnehmer) und der Gegenelektrode (an der Behälterwand) ausgeführt. Die<br />
gemessene Kapazität setzt sich aus der Leerkapazität des leeren Behälter und der Kapazitätsänderung,<br />
die durch die Füllstandsänderung des Messstoffes hervorgerufen wird.<br />
Anwendungsbereich<br />
Das kapazitive Messverfahren wird zur Grenzwerterfassung sowie zur kontinuierlichen Messung<br />
eingesetzt. Es kann für nicht leitende und leitende Flüssigkeit sowie für Schüttgüter eingesetzt werden.<br />
Zur Sicherstellung der Messung muss der Messstoff eine Mindestdielektrizitätszahl (Er> 1,4) haben.<br />
Die Dielektrizitätszahl ist eine stoffspezifische, charakteristische Eigenschaft des Messstoffes und ist<br />
u. a. abhängig von der Zusammensetzung des Messstoffes, der Temperatur und der Feuchte.<br />
Bei der kontinuierlichen Messung ist dies besonders zu beachten, weil hier eine konstante<br />
Dielektrizitätszahl vorausgesetzt wird. Bei der Grenzstanderfassung sind diese Einflüsse von<br />
untergeordneter Bedeutung. Hier muss jedoch gewährleistet sein, dass sich durch den Unterschied der<br />
Dielektrizitätszahl von Luft (leerer Behälter) und Messstoff eine ausreichende Kapazitätsänderung<br />
ergibt. Ablagerungen an den Standaufnehmern (Sonden) beeinflussen das Messergebnis und müssen<br />
vermieden werden.<br />
Messverfahren<br />
Für viele Behälterformen kann die Berechnungsformel eines zylindrischen Rohrkondensators<br />
angewendet werden. Die Behälterwand stellt dabei den äußeren Zylindermantel dar und der<br />
Standaufnehmer den inneren Zylinder. Die dem jeweiligen Füllstand entsprechende Kapazität<br />
errechnet sich als Summe der zwei Parallelgeschalteten Teilkapazitäten des gefüllten und des<br />
leeren Behälters. Die gemessene Kapazität setzt sich aus der Leerkapazität und der<br />
Kapazitätsänderung zusammen, die durch die Füllstandsänderung des Messmediums<br />
hervorrufen wird.<br />
Einstellung, Betrieb<br />
Da die kapazitiven Füllstandssensoren Werksseitig voreingestellt sind, ist lediglich eine<br />
Einstellung als ein Toleranzausgleich zu sehen. Bedingt durch Montage, Füllmedium und die<br />
Fertigung ergeben sich Toleranzen, die so ausgeglichen werden. Die Einstellung erfolgt über<br />
die Sondenempfindlichkeit mit dem Potentiometer (Level) und muss immer mit dem<br />
tatsächlich eingesetzten Füllmedium vorgenommen werden. In Drehrichtung nach rechts<br />
steigt das Füllniveau. In Drehrichtung nach links fällt das Füllniveau. Bei einem eventuellen<br />
Defekt des Gerätes kann der Ausgang einen beliebigen Zustand annehmen.<br />
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