一、工作原理（电容原理）

• 中心电极：金属探杆（或缆绳）

• 外极 / 参考极：容器壁（金属罐）或外屏蔽套筒

• 中间介质：空气 / 蒸汽 + 被测液体

• ε：介电常数（空气≈1，水≈80，油≈2~5）

• L：浸入液体长度（液位越高，L 越大 → C 越大）

• D/d：内外极间距，固定

• 空罐：介质是空气 → 电容小

• 液位上升：液体取代空气 → ε 变大 → 电容变大

• 电路检测电容变化 → 换算成 4–20mA 液位信号

导电介质 vs 非导电介质（基尔普朗克设计要点）

• 非导电介质（油、溶剂）：可用裸金属电极，液体充当电介质

• 导电介质（水、酸碱盐溶液）：必须绝缘涂层电极（PTFE / 陶瓷），否则电极与水短路，电容失效

二、材料选择总原则（基尔普朗克）

1. 电极金属：导电好、强度高、耐蚀

2. 绝缘层：介电常数稳定、绝缘高、耐温、不被介质浸润

3. 密封 / 法兰：耐压、防腐、防漏

4. 外壳 / 接线盒：防潮、防尘、防爆（IP68、Ex d/ia）

三、各部件材料清单（基尔普朗克典型配置）

1）中心电极（探杆 / 缆）

• 316L 不锈钢：标准，淡水、污水、一般化工，-40~200℃

• 哈氏合金 C-276：强腐蚀（盐酸、湿氯、脱硫液）

• 蒙乃尔 400：强碱、HF、高温盐水

• 钛合金：海水、次氯酸盐、强氧化介质

• 工业陶瓷（氧化铝 99%）：高温 200–600℃、高压、强腐蚀，也用于超纯水 / 低导电介质

2）绝缘护套 / 涂层（决定能不能测纯水）

• PTFE（聚四氟乙烯）：

• 介电常数≈2.0，稳定

• 耐温 -40~200℃

• 耐酸碱、不粘、不易挂料

• 适合：导电水、污水、一般腐蚀液体

• 高纯氧化铝陶瓷：

• 介电常数≈9–10，高温稳定

• 耐温可达 600℃

• 绝缘、几乎不吸潮、不挂料

• 关键：能测纯水 / 去离子水 / 超纯水（普通 PTFE 在纯水中易漂移）

3）法兰 / 连接头

• 碳钢：低压、无腐蚀

• 304/316L 不锈钢：标准化工、水处理

• 哈氏合金 / 钛：强腐蚀工况

4）密封件

• 氟橡胶（FKM）：耐油、耐酸碱，-20~200℃

• PTFE 垫片 / 包覆垫：强腐蚀、高温

• 金属缠绕垫：高压（10–40MPa）、高温密封

5）外壳与接线盒

• 压铸铝合金 / 316 不锈钢

• IP68 防护，防进水结露

• 防爆 Ex d/ia（化工、油气）

四、按工况怎么选材料（直接套用）

1）普通水、污水、弱腐蚀（20–80℃）

• 电极：316L

• 绝缘：PTFE

• 法兰：316L

2）纯水 / 去离子水 / 超纯水（关键）

• ❌ 普通 PTFE 电容：漂移、跳变、不准

• ✅ 基尔普朗克方案：

• 电极：316L 或 陶瓷

• 绝缘：高纯氧化铝陶瓷（抗挂料、抗水汽、介电稳定）

• 电路：射频导纳 / 相位检测（不是普通电容）

3）高温（250–600℃）、高压（10–40MPa）

• 电极：陶瓷（）或 哈氏合金

• 绝缘：陶瓷（PTFE≤200℃不能用）

• 密封：金属缠绕垫、焊接密封

4）强腐蚀（盐酸、湿氯、浓碱、脱硫液）

• 电极：哈氏合金 C-276 / B 或钛

• 绝缘：PTFE 或 陶瓷

• 法兰：同电极材质

5）粘性、易挂料（泥浆、糖浆、树脂）

• 绝缘：PTFE（不粘） 或 陶瓷

• 结构：杆式（少挂料），避免缆式

五、为什么基尔普朗克能在难工况下稳定

• 电容 + 射频导纳融合：抗水汽、抗挂料、抗结露

• 陶瓷绝缘：介电常数稳定，纯水也能测

• 材质全谱系：从 316L→哈氏→钛→陶瓷，覆盖腐蚀 / 高温 / 高压

• 密封与结构：高压密封、IP68、防爆，减少环境干扰

六、一句话总结