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射頻導納物位計的測量原理和典型應用

更新時間:2016-01-10      瀏覽次數(shù):1255

射頻導納物位計的測量原理和典型應用:

測量原理:
射頻導納物位計是一種從電容式發(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。所謂射頻導納,導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,所以射頻導納可以理解為用高頻無線電波測量導納。儀表工作時,儀表的傳感器與灌壁及被測介質(zhì)形成導納值,物位變化時,導納值相應變化,電路單元將測量導納值轉(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。
對一個強導電性被測介質(zhì)的容器,由于被測介質(zhì)是導電的,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,且導電性越強誤差越大。但任何被測介質(zhì)都不是*導電的。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,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),使得射頻導納技術(shù)在現(xiàn)場應用中展現(xiàn)出非凡的生命力。

典型應用:

1、導電、絕緣液體………………………化工、油田、水及污水處理;
2、導電、絕緣漿體………………………造紙、制藥、水及污水處理;
3、粉末:灰、粉…………………………電廠、冶金、水泥;
4、顆粒:煤、糧食………………………電廠、冶金、糧食;
5、界面:不同兩種液體…………………油田、化工。

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