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射頻導(dǎo)納物位計(jì)的測量原理和典型應(yīng)用

更新時(shí)間:2016-01-10      瀏覽次數(shù):1214

射頻導(dǎo)納物位計(jì)的測量原理和典型應(yīng)用:

測量原理:
射頻導(dǎo)納物位計(jì)是一種從電容式發(fā)展起來的、防掛料、更可靠、更準(zhǔn)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(xué)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(shí),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(shí),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(shí)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(gè)很重要的電路,這是根據(jù)導(dǎo)電掛料實(shí)踐中的一個(gè)很重要的發(fā)現(xiàn)改進(jìn)而成的。上述技術(shù)在這時(shí)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(gè)電路是振蕩器緩沖器和交流變換斬波器驅(qū)動(dòng)器。
對一個(gè)強(qiáng)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(diǎn)可以被認(rèn)為在探頭絕緣層的表面,對變送器來說僅表現(xiàn)為一個(gè)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(gè)問題。
*個(gè)問題是液位本身對探頭相當(dāng)于一個(gè)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(gè)緩沖放大器,使消耗的能量得到補(bǔ)充,因而不會降低加在探頭的振蕩電壓。
第二個(gè)問題是對于導(dǎo)電被測介質(zhì),探頭絕緣層表面的接地點(diǎn)覆蓋了整個(gè)被測介質(zhì)及掛料區(qū),使有效測量電容擴(kuò)展到掛料的頂端。這樣便產(chǎn)生掛料誤差,且導(dǎo)電性越強(qiáng)誤差越大。但任何被測介質(zhì)都不是*導(dǎo)電的。從電學(xué)角度來看,掛料層相當(dāng)于一個(gè)電阻,傳感元件被掛料覆蓋的部分相當(dāng)于一條由無數(shù)個(gè)無窮小的電容和電阻元件組成的傳輸線。根據(jù)數(shù)學(xué)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(gè)交流驅(qū)動(dòng)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(dāng)于C+C掛料,再減去與C 掛料相等的電阻R,就可以實(shí)際測量真實(shí)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(shí)現(xiàn)的手段。由于使用了上述三項(xiàng)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。

典型應(yīng)用:

1、導(dǎo)電、絕緣液體………………………化工、油田、水及污水處理;
2、導(dǎo)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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