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射頻導(dǎo)納物位計(jì)如何測(cè)量油水分界面
關(guān)鍵字：射頻導(dǎo)納物位計(jì),射頻導(dǎo)納液位計(jì),射頻導(dǎo)納料位計(jì) 日期：2014-12-1
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射頻導(dǎo)納物位計(jì)廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、醫(yī)藥、食品、造紙、建材等工業(yè)領(lǐng)域。射頻導(dǎo)納物位控制技術(shù)是一種從電容式物位控制技術(shù)發(fā)展起來的，防掛料、更可靠、更準(zhǔn)確、適用性更廣的物位控制技術(shù)，“射頻導(dǎo)納”中“導(dǎo)納”的含義為電學(xué)中阻抗的倒數(shù)，它由阻性成分、容性成分、感性成分綜合而成，而“射頻”即高頻，所以射頻導(dǎo)納技術(shù)可以理解為用高頻測(cè)量導(dǎo)納。高頻正弦振蕩器輸出一個(gè)穩(wěn)定的測(cè)量信號(hào)源，利用電橋原理，以精確測(cè)量安裝在待測(cè)容器中的傳感器上的導(dǎo)納，在直接作用模式下，儀表的輸出隨物位的升高而增加。
射頻導(dǎo)納技術(shù)與傳統(tǒng)電容技術(shù)的區(qū)別在于測(cè)量參量的多樣性、驅(qū)動(dòng)三端屏蔽技術(shù)和增加的兩個(gè)重要的電路，這些是根據(jù)在實(shí)踐中的寶貴經(jīng)驗(yàn)改進(jìn)而成的。上述技術(shù)不但解決了連接電纜屏蔽和溫漂問題，也解決了垂直安裝的傳感器根部掛料問題。所增加的兩個(gè)電路是高精度振蕩器驅(qū)動(dòng)器和交流鑒相采樣器。
對(duì)一個(gè)強(qiáng)導(dǎo)電性物料的容器，由于物料是導(dǎo)電的，接地點(diǎn)可以被認(rèn)為在探頭絕緣層的表面，對(duì)變送器探頭來說僅表現(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。
射頻導(dǎo)納物位計(jì)技術(shù)由于引入了除電容以外的測(cè)量參量，尤其是電阻參量，使得儀表測(cè)量信號(hào)信噪比上升，大幅度地提高了儀表的分辨力、準(zhǔn)確性和可靠性;測(cè)量參量的多樣性也有力地拓展了儀表的可靠應(yīng)用領(lǐng)域。
第一個(gè)問題是物料本身對(duì)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(duì)探頭等效電路中含有電阻，則掛料的阻抗會(huì)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(cè)量誤差。我們?cè)谡袷幤髋c電橋之間增加了一個(gè)驅(qū)動(dòng)器，使消耗的能量得到補(bǔ)充，因而會(huì)穩(wěn)定加在探頭的振蕩電壓。
第二個(gè)問題是對(duì)于導(dǎo)電物料，探頭絕緣層表面的接地點(diǎn)覆蓋了整個(gè)物料及掛料區(qū)，使有效測(cè)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。但任何物料都不完全導(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(zhǎng)，則掛料的電容和電阻部分的阻抗和容抗數(shù)值相等，因此用交流鑒相采樣器可以分別測(cè)量電容和電阻。測(cè)得的總電容相當(dāng)于C物位+C掛料，再減去與C掛料相等的電阻R，就可以獲得物位真實(shí)值，從而排除掛料的影響。
即C測(cè)量＝C物位＋C掛料
C物位＝C測(cè)量-C掛料
＝C測(cè)量-R
這些多參量的測(cè)量，是測(cè)量的基礎(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(chǎng)應(yīng)用中展現(xiàn)出非凡的生命力。 |
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