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遼陽儀表射頻導納原理
發(fā)布時間:2013-12-21   點擊次數(shù):1345次

工作原理
  502-3300-907射頻導納物位控制技術是一種從電容式物位控制技術發(fā)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(shù)。
  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(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。
  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。
  第一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(chǎn)生測量誤差。我們在振蕩器與電橋之間增加了一個驅(qū)動器,使消耗的能量得到補充,因而會穩(wěn)定加在探頭的振蕩電壓。
  第二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(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(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和容抗數(shù)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
  這些多參量的測量,是測量的基礎,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,使得射頻導納技術在現(xiàn)場應用中展現(xiàn)出非凡的生命力。
  502-3300-907系列為通用型點位控制儀表,適用于大多數(shù)場合。儀表由一電路單元和桿式或纜式傳感元件組成,傳感器可選多種材質(zhì),可整體或分體式安裝。用于限位控制和報警。
  ※ 工作原理
  射頻導納物位控制技術是一種從電容式物位控制技術發(fā)展起來的,防掛料(傳感器粘附之物料稱為掛料)性能更好、工作更可靠、測量更準確、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(shù),它由阻性成份、容性成份、感性成份綜合而成,而“射頻”即高頻,所以射頻導納技術可以理解為用高頻電流測量導納的方法。
  點位射頻導納技術與電容技術的重要區(qū)別是采用了三端技術和測量參量的多樣性。電路單元中心端測量信號與同軸電纜中心線連接,然后連接到傳感器中心端上。同時同軸電纜屏蔽層懸浮在一個幅度非常小又非常穩(wěn)定的,但與測量信號等電位、同相位、同頻率、但又沒有直接電氣關系即互相隔離的電平上,其效果相當于,測量信號經(jīng)過一個增益為“1”、驅(qū)動能力很強的同相放大器,輸出與同軸電纜屏蔽層相連,然后再連到傳感器的屏蔽層上。地線是電纜中另一條獨立的導線。由于同軸電纜的中心線與外層屏蔽存在上述關系,所以二者之間沒有電位差,也就沒有電流流過,即沒有電流從中心線漏出來,相當于二者之間沒有電容或電容等于零。因此電纜的溫度效應,安裝電容等也就不會產(chǎn)生影響。
  對于傳感器上的掛料影響問題,采用一種新的傳感器結構,五層同心結構,傳感器結構:最里層是中心探桿,中間是屏蔽層,最外面是接地的安裝螺紋,用絕緣層將其分別隔離起來。與同軸電纜的情況是一樣的,中心探桿與屏蔽層之間沒有電勢差,即使傳感器上掛料阻抗較小,也不會有電流流過,電子儀器測量的僅僅是從傳感器中心到對面罐壁(地)的電流,因為屏蔽層能阻礙電流沿傳感器返回流向容器壁,因而對地電流只能經(jīng)傳感器末端通過被測物料到對面容器壁。即
  U中心探桿=U屏蔽層 , I中心探桿對屏蔽層=(U中心探桿-U屏蔽層)×YL=0。雖然屏蔽層與容器壁之間存在電勢差,兩者之間有電流流過,但該電流不被測量,不影響測量結果。這樣就將測量端保護起來,不受掛料的影響。只有容器中的物料確實上升接觸到中心探桿時,通過被測物料,中心探桿與地之間才能形成被測電流,儀器檢測到該電流,產(chǎn)生有效輸出信號。
  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。

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