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射頻導納與電容式物位技術的區別

日期:2021-09-04 06:13
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摘要:
       射頻導納物位控制技術是一種從電容式物位控制技術發展起來的,防掛料、更可靠、更準確、適用性更廣的物位控制技術,“射頻導納”中“導納”的含義為電學中阻抗的倒數,它由阻性成分、容性成分、感性成分綜合而成,而“射頻”即高頻,所以射頻導納技術可以理解為用高頻測量導納。高頻正弦振蕩器輸出一個穩定的測量信號源,利用電橋原理,以**測量安裝在待測容器中的傳感器上的導納,在直接作用模式下,儀表的輸出隨物位的升高而增加。
射頻導納技術與傳統電容技術的區別在于測量參量的多樣性、驅動三端屏蔽技術和增加的兩個重要的電路,這些是根據在實踐中的寶貴經驗改進而成的。上述技術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。所增加的兩個電路是高精度振蕩器驅動器和交流鑒相采樣器。
對一個強導電性物料的容器,由于物料是導電的,接地點可以被認為在探頭絕緣層的表面,對變送器探頭來說僅表現為一個純電容,隨著容器排料,探桿上產生掛料,而掛料是具有阻抗的。這樣以前的純電容現在變成了由電容和電阻組成的復阻抗,從而引起兩個問題。
射頻導納技術由于引入了除電容以外的測量參量,尤其是電阻參量,使得儀表測量信號信噪比上升,大幅度地提高了儀表的分辨力、準確性和可靠性;測量參量的多樣性也有力地拓展了儀表的可靠應用領域。
**個問題是物料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,產生測量誤差。我們在振蕩器與電橋之間增加了一個驅動器,使消耗的能量得到補充,因而會穩定加在探頭的振蕩電壓。
**個問題是對于導電物料,探頭絕緣層表面的接地點覆蓋了整個物料及掛料區,使有效測量電容擴展到掛料的頂端,這樣便產生掛料誤差,且導電性越強誤差越大。但任何物料都不完全導電的。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個無窮小的電容和電阻元件組成的傳輸線。根據數學理論,如果掛料足夠長,則掛料的電容和電阻部分的阻抗和容抗數值相等,因此用交流鑒相采樣器可以分別測量電容和電阻。測得的總電容相當于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值,從而排除掛料的影響。即 C測量=C物位+C掛料 C物位=C測量-C掛料 =C測量-R 射頻導納完全可以取代電容.對于開關,射頻導納與電容的區別比較明顯,電容探頭是兩極,導納探頭是三個電極,在測量極和地之間增加了一個屏蔽保護極.相應電路也是如此,增加的屏蔽保護極起抗掛料作用.所以從外觀上就可以區別電容和導納.對于開關來說,從探頭到電路都有特殊設計,所以開關導納比電容抗掛料會有很大提高。對于連續量,導納和電容的探頭是一樣的,所以從外觀是區分不出來的.兩者的主要區別在于電路,導納增加了兩塊電路,振蕩驅動和交流采樣電路.導納在電路上的改進來實現防掛料和穩定性的提高。 

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