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射頻導(dǎo)納物位計測量原理

來源:江蘇三豐儀表科技有限公司   2012年01月04日 22:28  

 

射頻導(dǎo)納是一種從電容式發(fā)展起來的、防掛料、更可靠、更準確、適用性更廣的新型物位控制技術(shù),是電容式物位技術(shù)的升級。所謂射頻導(dǎo)納,導(dǎo)納的含義為電學中阻抗的倒數(shù),它由電阻性成分、電容性成分、感性成分綜合而成,而射頻即高頻無線電波譜,所以射頻導(dǎo)納可以理解為用高頻無線電波測量導(dǎo)納。儀表工作時,儀表的傳感器與灌壁及被測介質(zhì)形成導(dǎo)納值,物位變化時,導(dǎo)納值相應(yīng)變化,電路單元將測量導(dǎo)納值轉(zhuǎn)換成物位信號輸出,實現(xiàn)物位測量。
 
  對于連續(xù)測量,射頻導(dǎo)納技術(shù)與傳統(tǒng)電容技術(shù)的區(qū)別除了上述講過的以外,還增加了兩個很重要的電路,這是根據(jù)導(dǎo)電掛料實踐中的一個很重要的發(fā)現(xiàn)改進而成的。上述技術(shù)在這時同樣解決了連接電纜問題,也解決了垂直安裝的傳感器根部掛料問題。鎖增加的兩個電路是振蕩器緩沖器和交流變換斬波器驅(qū)動器。
 
  對一個強導(dǎo)電性被測介質(zhì)的容器,由于被測介質(zhì)是導(dǎo)電的,接地點可以被認為在探頭絕緣層的表面,對變送器來說僅表現(xiàn)為一個純電容。隨著容器排料,探桿上產(chǎn)生掛料,而掛料是具有阻抗的。這樣以前的純電容現(xiàn)在變成了由電容和電阻組成的復(fù)阻抗,從而引起兩個問題。
 
  *個問題是液位本身對探頭相當于一個電容,它不消耗變送器的能量,(純電容不耗能)。但掛料對探頭等效電路中含有電阻,則掛料的阻抗會消耗能量,從而將振蕩器電壓拉下來,導(dǎo)致橋路輸出改變,產(chǎn)生測量誤差。我們在振蕩器與電橋之間增加了一個緩沖放大器,使消耗的能量得到補充,因而不會降低加在探頭的振蕩電壓。
 
  第二個問題是對于導(dǎo)電被測介質(zhì),探頭絕緣層表面的接地點覆蓋了整個被測介質(zhì)及掛料區(qū),使有效測量電容擴展到掛料的頂端。這樣便產(chǎn)生掛料誤差,且導(dǎo)電性越強誤差越大。但任何被測介質(zhì)都不是*導(dǎo)電的。從電學角度來看,掛料層相當于一個電阻,傳感元件被掛料覆蓋的部分相當于一條由無數(shù)個無窮小的電容和電阻元件組成的傳輸線。根據(jù)數(shù)學理論,如果掛料足夠長,則掛料的電容和電阻部分的阻抗相等。因此根據(jù)對掛料阻抗所產(chǎn)生的誤差研究,又增加一個交流驅(qū)動器電路。該電路與交流變換器或同步檢測器一起就可以分別測量電容和電阻。由于掛料的阻抗和容抗相等,則測得的總電容相當于C+C掛料,再減去與C 掛料相等的電阻R,就可以實際測量真實值,從而排除掛料的影響。
 
  即C測量=C+C掛料
 
  C=C測量—C掛料
 
  =C測量— R
 
  這些,多參量的測量,是必須得基礎(chǔ),交流鑒相采樣器是實現(xiàn)的手段。由于使用了上述三項技術(shù),使得射頻導(dǎo)納技術(shù)在現(xiàn)場應(yīng)用中展現(xiàn)出非凡的生命力。
 
特點
  通用性強:可測量液位及料位,可滿足不同溫度、壓力、介質(zhì)的測量要求,并可應(yīng)用于腐蝕、沖擊等惡劣場合
 
  防掛料 :*的電路設(shè)計和傳感器結(jié)構(gòu),使其測量可以不受傳感器掛料影響,無需定期清潔,避免誤測量。
 
  免維護 :測量過程無可動部件,不存在機械部件損壞問題,無須維護。
 
  抗干擾 :接觸式測量,抗干擾能力強,可克服蒸汽、泡沫及攪拌對測量的影響。
 
  準確可靠:測量量多樣化,使測量更加準確,澤良不受環(huán)境變化影響,穩(wěn)定性高,使用壽命長。
 
射頻導(dǎo)納物位計的典型應(yīng)用
  導(dǎo)電、絕緣液體………………………化工、油田、水及污水處理
 
  導(dǎo)電、絕緣漿體………………………造紙、制藥、水及污水處理
 
  粉末:灰、粉…………………………電廠、冶金、水泥
 
  顆粒:煤、糧食………………………電廠、冶金、糧食
 
  界面:不同兩種液體…………………油田、化工射頻導(dǎo)納物位計的性能指標
  技術(shù)參數(shù) 測量精度 重復(fù)性 導(dǎo)電介質(zhì)<2mm 非導(dǎo)電介質(zhì)<50mm
 
  溫度范圍 介質(zhì)溫度 —200℃∽+800℃(選擇相應(yīng)的傳感器探頭)
 
  環(huán)境溫度 —40℃∽+60℃ 儲存溫度 —40℃∽+60℃
 
  響應(yīng)時間 0.3s或0∽20s連續(xù)可調(diào)
 
  靈敏度 優(yōu)于0.3PF
 
  溫度影響 每10℃±0.05PF
 
  信號輸出 DPDT繼電器輸出,兩組常開、常閉觸點,觸點容量:AC200V DC24V
 
  供電電源 220V AC或24V DC
 
  功耗 4W
 
  防護等級 IP66
 
  過程連接 外螺紋G3/4″、G1″
 
  法蘭式GB-9123-2000 DN50 PN0.6MPa
 
  傳感器電極 加長桿式zui長3m,zui短0.4m,材質(zhì)不銹鋼304+PTFE 塑料、陶瓷,或約定的其它要求。
 
  纜式zui長35m,zui短0.5m,材質(zhì)不銹鋼304+PTFE塑料或約定的其它要求。
 
  保護電極 標準長度100mm或300mm材質(zhì)不銹鋼304+PTFE塑料、陶瓷或約定的其它要求。
 
  外殼 A型塑料PBTP
 
  B 型壓鑄鋁、環(huán)氧樹脂噴涂
 
  電纜引入孔 M20x1.5 帶塑料電纜密封套
 
  隔爆標準 ExdIICT5 
 
  

MAT700
連續(xù)物位計
 

 
電源
 
A
24VDC兩線制
 

 
應(yīng)用范圍
 
2
普通介質(zhì)
 
3
強導(dǎo)電介質(zhì)
 

 
作用方式
 
4
物位方式
 
5
距離方式
 

 
傳感器
見MAT700傳感器選型表
安裝方式

 
 
I
整體安裝
 
R
分體安裝
 

 
防爆
 
E
 
Z
 

射頻導(dǎo)納物位計的選型指南
  MAT700系列射頻導(dǎo)納物位開關(guān)傳感器選型
 
  

型號
溫度壓力
zui大長度
傳感
器材質(zhì)
傳感
器外形
安裝尺寸
應(yīng)用
C21
230℃/3Mpa
5m
304ss(其他可選)/TFE
直徑:18mm
兩級桿式
3/4”NPT
1”NPT(
可選)
中溫中壓
一般應(yīng)用導(dǎo)電
液體、漿體、顆粒
C22
200℃/3Mpa
20m
304ss(其他可選)/FEP
直徑:2.7mm
兩級纜式
3/4”NPT
大量程
導(dǎo)電液體、界面
C23
120℃/3Mpa
30m
304ss(其他可選)/PVDF
直徑:8mm
兩級纜式
3/4”NPT
大量程
中等黏度導(dǎo)電液體及粉末
C24
200℃/常壓
直徑40mm 15m
直徑8mm 30m
304ss(其他可選)/TFE
直徑:4mm/8mm
兩級纜式
3/4”NPT
大量程絕緣粉末
C25
200℃/2Mpa
5m
304ss(其他可選)/FEP
直徑:12mm
兩級桿式
3/4”NPT
酸堿 強腐蝕
法蘭安裝

 
外形結(jié)構(gòu)
  •電子部件外殼A型塑料PBTP
 
  •電子部件外殼B 型壓鑄鋁•傳感器探頭B型不銹鋼加長桿式
 
  •傳感器探頭C 型鋼纜式
 
  zui長3M zui短0.4M zui長35Mzui短0.5M
 
  •保護電極探頭 標準100mm或300mm
 
  •保護電極探頭 標準100mm或300mm
 
傳感器元件安裝
  傳感元件(探頭)的安裝位置通常是由容器的開孔位置所決定,但不可將其安裝在進料流中,當容器內(nèi)部無適當位置時,可考慮使用外側(cè)臂或量筒安裝。
 
  傳感器側(cè)壁安裝時,保護電極應(yīng)進入容器內(nèi)穿過側(cè)壁掛料,所以選型時請注意保護電極長度。
 
  為使設(shè)備正常,準確工作,請按下列步驟進行安裝:
 
  A.在用絕緣傳感器的場合,安裝必須非常仔細,因為在這種情況下,有可能損壞探頭的絕緣層,尤其是那種薄電容式探頭。
 
  B.傳感元件的安裝不能使之處于填充嘴或槽的直接物料流進的地方。若無法做到這一點,則要在探頭與填充間加裝隔板。
 
  C.不要拆開傳感器或松開安裝密封蓋。
 
  D.用扳手的平面部分擰緊傳感元件。
 
  E.探頭安裝時屏蔽層一定要穿過罐壁。
 
  小心:
 
  探頭或儀器機殼不要采用單組分常溫硫化密封劑,該物質(zhì)經(jīng)常含有乙酸,將會腐蝕電路元件。應(yīng)采用特殊的雙組分密封劑(非腐蝕性),請向廠家咨詢究竟采用何種雙組分密封劑。
 
射頻導(dǎo)納物位計的調(diào)試
靈敏度調(diào)試
  電位器W1為靈敏度調(diào)節(jié)電位器:LED雙色顯示燈在無料狀態(tài)綠燈亮,有料狀態(tài)紅燈亮。儀
 
  表通電后,在物位低于設(shè)定值時綠燈亮,此時順時針緩慢調(diào)節(jié)電位器W1至剛好紅燈亮,然后反時針調(diào)3圈(對非導(dǎo)電物料0.5~3圈,導(dǎo)電物料5~7圈)且綠燈亮(隨著紅綠燈顯示狀態(tài)的變化輸出繼電器的觸點狀態(tài)也應(yīng)隨之改變)。應(yīng)根據(jù)不同介質(zhì)傳感器的測量部分被物料覆蓋應(yīng)在75mm左右。
 
射頻導(dǎo)納物位計的幾種常見型號
  LB1100 標準型 LB1200 高溫型 LB1300 超高溫型 LB1400 分離型 LB1500 鋼索型 LB1600 平板型
 
射頻導(dǎo)納物位計的應(yīng)用場合
  射頻導(dǎo)納物位計[2]的原理確定了它的功能和適用范圍。射頻導(dǎo)納物位計應(yīng)用廣泛,幾種典型場合如下:化學藥品 塑料 薄膜; 飼料/谷物 橡膠 藥品;液體 廢水 沙子;食品 泥漿 水泥;粉狀體 涂料/衣料煤;顆粒狀固體 油 紙漿。
 
 

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