Vivace VPT10-P Manual De Instalación, Operación, Configuración Y Mantenimiento página 9

VPT10-P TRANSMISOR DE PRESIÓN PROFIBUS PA
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El núcleo del sensor capacitivo es el diafragma central. Existen dos capacitancia de medición (CH
y CL), de acuerdo con la posición de este diafragma. Estas capacitancias de medición comparten el
diafragma central (placa móvil) y la otra placa se fija a ambos lados del sensor.
Cuando las presiones de los dos lados son iguales, el diafragma queda en el centro y las
capacitancias de ambos lados son iguales. Sin embargo, cuando la presión del lado de alta presión (CH)
es mayor que la presión del lado de baja presión (CL), por ejemplo, el fluido de llenado se desplaza,
haciendo que el diafragma se mueva hacia el lado de baja presión . Como resultado, la capacitancia del
lado de alta presión será inferior a la capacitancia del lado de baja presión.
Sin embargo, cuando la estructura de capacitancia diferencial es utilizada, la distancia entre las
placas de CL y CH tiene una variación lineal con la relación entre la diferencia y la suma de las capacitancias
medidas.
Cuando el desplazamiento del diafragma central es menor que su espesor, habrá una relación lineal
entre este desplazamiento y la presión diferencial. Es decir, si la presión diferencial ( ∆ P) aplicada a la célula
capacitiva no deflecta el diafragma sensor más allá de d/4, podemos admitir que ∆ P será proporcional a
∆ d.
En resumen:
P1 y P2 son presiones aplicadas en los lados de alta y baja presión (H y L), respectivamente.
CH = capacitancia del lado de alta presión, medida entre la placa fija del lado P1 y el diafragma central.
CL = capacitancia del lado de baja presión, medida entre la placa fija del lado P2 y el diafragma central.
D = distancia entre las placas fijas de CH y CL.
∆
d = deflexión sufrida por el diafragma central debido a la aplicación de la presión diferencial ∆ P = P1 - P2.
La capacitancia de un condensador de placas planas y paralelas puede ser expresada en función
del área (A) de las placas y de la distancia (d) que las separa como:
Donde
Si consideramos CH y CL como capacitancias de placas planas de la misma área y paralelas,
cuando P1> P2 tiene:
Por otro lado, si la presión diferencial ( ∆ P) aplicada a la célula capacitiva no deflecta el diafragma
sensor más allá de d / 4, podemos admitir ∆ P proporcional a ∆ d.
Si desarrollamos la expresión (CL-CH) / (CL + CH) obtendremos:
Como la distancia (d) entre las placas fijas de CH y CL es constante, la expresión (CL-CH) / (CL +
CH) es proporcional a Δd y, por lo tanto, a la presión diferencial que se desea medir.
Así, se concluye que la célula capacitiva es un sensor de presión constituido por dos condensadores
de capacitancias variables, conforme a la presión diferencial aplicada.
Estos condensadores forman parte de un circuito oscilador que tiene su frecuencia dependiente de
la presión diferencial aplicada. Esta frecuencia será inversamente proporcional a la presión aplicada y es
medida por la CPU del sensor de presión con alta resolución, exactitud y velocidad de procesamiento.
MANUAL DE INSTALACIÓN, OPERACIÓN, CONFIGURACIÓN Y MANTENIMIENTO
= constante dieléctrica del medio existente entre las placas del condensador.
ϵ
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