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射頻導(dǎo)納物位計(jì)概述測量原理
射頻導(dǎo)納物位計(jì)
射頻導(dǎo)納是一種從電容式發(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。
第一個(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，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。
特點(diǎn)
通用性強(qiáng)：可測量液位及料位，可滿足不同溫度、壓力、介質(zhì)的測量要求，并可應(yīng)用于腐蝕、沖擊等惡劣場合
防掛料 ：獨(dú)特的電路設(shè)計(jì)和傳感器結(jié)構(gòu)，使其測量可以不受傳感器掛料影響，無需定期清潔，避免誤測量。
免維護(hù) ：測量過程無可動部件，不存在機(jī)械部件損壞問題，無須維護(hù)。
抗干擾 ：接觸式測量，抗干擾能力強(qiáng)，可克服蒸汽、泡沫及攪拌對測量的影響。
準(zhǔn)確可靠：測量量多樣化，使測量更加準(zhǔn)確，澤良不受環(huán)境變化影響，穩(wěn)定性高，使用壽命長。
射頻導(dǎo)納物位計(jì)的典型應(yīng)用
導(dǎo)電、絕緣液體………………………化工、油田、水及污水處理
導(dǎo)電、絕緣漿體………………………造紙、制藥、水及污水處理
粉末：灰、粉…………………………電廠、冶金、水泥
顆粒：煤、糧食………………………電廠、冶金、糧食
界面：不同兩種液體…………………油田、化工射頻導(dǎo)納物位計(jì)的性能指標(biāo)
技術(shù)參數(shù) 測量精度 重復(fù)性 導(dǎo)電介質(zhì)<2mm 非導(dǎo)電介質(zhì)<50mm
溫度范圍 介質(zhì)溫度 —200℃∽+800℃(選擇相應(yīng)的傳感器探頭)
環(huán)境溫度 —40℃∽+60℃ 儲存溫度 —40℃∽+60℃
響應(yīng)時(shí)間 0.3s或0∽20s連續(xù)可調(diào)
靈敏度 優(yōu)于0.3PF
溫度影響 每10℃±0.05PF
信號輸出 DPDT繼電器輸出，兩組常開、常閉觸點(diǎn)，觸點(diǎn)容量：AC200V5A DC24V5A
供電電源 220V AC或24V DC
功耗 4W
防護(hù)等級 IP66
過程連接 外螺紋G3/4″、G1″
法蘭式GB-9123-2000 DN50 PN0.6MPa
傳感器電極 加長桿式最長3m,最短0.4m,材質(zhì)不銹鋼304+PTFE 塑料、陶瓷，或約定的其它要求。
纜式最長35m，最短0.5m，材質(zhì)不銹鋼304+PTFE塑料或約定的其它要求。
保護(hù)電極 標(biāo)準(zhǔn)長度100mm或300mm材質(zhì)不銹鋼304+PTFE塑料、陶瓷或約定的其它要求。
外殼 A型塑料PBTP
B 型壓鑄鋁、環(huán)氧樹脂噴涂
電纜引入孔 M20x1.5 帶塑料電纜密封套
隔爆標(biāo)準(zhǔn) ExdIICT5
| MAT700 |
連續(xù)物位計(jì) |
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電源 |
| A |
24VDC兩線制 |
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應(yīng)用范圍 |
| 2 |
普通介質(zhì) |
| 3 |
強(qiáng)導(dǎo)電介質(zhì) |
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作用方式 |
| 4 |
物位方式 |
| 5 |
距離方式 |
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傳感器 |
見MAT700傳感器選型表 |
| 安裝方式 |
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| I |
整體安裝 |
| R |
分體安裝 |
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防爆 |
| E |
有 |
| Z |
無 |
射頻導(dǎo)納物位計(jì)的選型指南
MAT700系列射頻導(dǎo)納物位開關(guān)傳感器選型
| 型號 |
溫度壓力 |
最大長度 |
傳感
器材質(zhì) |
傳感
器外形 |
安裝尺寸 |
應(yīng)用 |
| C21 |
230℃/3Mpa |
5m |
304ss(其他可選)/TFE |
直徑：18mm
兩級桿式 |
3/4”NPT
1”NPT(可選) |
中溫中壓
一般應(yīng)用導(dǎo)電
液體、漿體、顆粒 |
| C22 |
200℃/3Mpa |
20m |
304ss(其他可選)/FEP |
直徑：2.7mm
兩級纜式 |
3/4”NPT |
大量程
導(dǎo)電液體、界面 |
| C23 |
120℃/3Mpa |
30m |
304ss(其他可選)/PVDF |
直徑：8mm
兩級纜式 |
3/4”NPT |
大量程
中等黏度導(dǎo)電液體及粉末 |
| C24 |
200℃/常壓 |
直徑40mm 15m
直徑8mm 30m |
304ss(其他可選)/TFE |
直徑：4mm/8mm
兩級纜式 |
3/4”NPT |
大量程絕緣粉末 |
| C25 |
200℃/2Mpa |
5m |
304ss(其他可選)/FEP |
直徑：12mm
兩級桿式 |
3/4”NPT |
酸堿 強(qiáng)腐蝕
法蘭安裝 |
外形結(jié)構(gòu)
•電子部件外殼A型 塑料PBTP
•電子部件外殼B 型 壓鑄鋁•傳感器探頭B型不銹鋼加長桿式
•傳感器探頭C 型鋼纜式
最長3M 最短0.4M 最長35M最短0.5M
•保護(hù)電極探頭 標(biāo)準(zhǔn)100mm或300mm
•保護(hù)電極探頭 標(biāo)準(zhǔn)100mm或300mm
傳感器元件安裝
傳感元件(探頭)的安裝位置通常是由容器的開孔位置所決定，但不可將其安裝在進(jìn)料流中，當(dāng)容器內(nèi)部無適當(dāng)位置時(shí)，可考慮使用外側(cè)臂或量筒安裝。
傳感器側(cè)壁安裝時(shí)，保護(hù)電極應(yīng)進(jìn)入容器內(nèi)穿過側(cè)壁掛料，所以選型時(shí)請注意保護(hù)電極長度。
為使設(shè)備正常，準(zhǔn)確工作，請按下列步驟進(jìn)行安裝：
A.在用絕緣傳感器的場合，安裝必須非常仔細(xì)，因?yàn)樵谶@種情況下，有可能損壞探頭的絕緣層，尤其是那種薄電容式探頭。
B.傳感元件的安裝不能使之處于填充嘴或槽的直接物料流進(jìn)的地方。若無法做到這一點(diǎn)，則要在探頭與填充間加裝隔板。
C.不要拆開傳感器或松開安裝密封蓋。
D.用扳手的平面部分?jǐn)Q緊傳感元件。
E.探頭安裝時(shí)屏蔽層一定要穿過罐壁。
小心：
探頭或儀器機(jī)殼不要采用單組分常溫硫化密封劑，該物質(zhì)經(jīng)常含有乙酸，將會腐蝕電路元件。應(yīng)采用特殊的雙組分密封劑(非腐蝕性)，請向廠家咨詢究竟采用何種雙組分密封劑。
射頻導(dǎo)納物位計(jì)的調(diào)試
電位器W1為靈敏度調(diào)節(jié)電位器：LED雙色顯示燈在無料狀態(tài)綠燈亮，有料狀態(tài)紅燈亮。儀
表通電后，在物位低于設(shè)定值時(shí)綠燈亮，此時(shí)順時(shí)針緩慢調(diào)節(jié)電位器W1至剛好紅燈亮，然后反時(shí)針調(diào)3圈(對非導(dǎo)電物料0.5～3圈，導(dǎo)電物料5～7圈)且綠燈亮(隨著紅綠燈顯示狀態(tài)的變化輸出繼電器的觸點(diǎn)狀態(tài)也應(yīng)隨之改變)。應(yīng)根據(jù)不同介質(zhì)傳感器的測量部分被物料覆蓋應(yīng)在75mm左右。
射頻導(dǎo)納物位計(jì)的幾種常見型號
LB1100 標(biāo)準(zhǔn)型 LB1200 高溫型 LB1300 超高溫型 LB1400 分離型 LB1500 鋼索型 LB1600 平板型
射頻導(dǎo)納物位計(jì)的應(yīng)用場合
射頻導(dǎo)納物位計(jì)原理確定了它的功能和適用范圍。射頻導(dǎo)納物位計(jì)應(yīng)用廣泛，幾種典型場合如下：化學(xué)藥品 塑料 薄膜； 飼料/谷物 橡膠 藥品；液體 廢水 沙子；食品 泥漿 水泥；粉狀體 涂料/衣料 煤；顆粒狀固體 油 紙漿。
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