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      遼陽(yáng)儀表射頻導(dǎo)納原理
      發(fā)布時(shí)間:2013-12-21   點(diǎn)擊次數(shù):1383次

      工作原理
        502-3300-907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(lái)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)。
        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(lái)說(shuō)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(wèn)題。
        射頻導(dǎo)納技術(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(wèn)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(lái),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(wèn)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(lái)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(wú)數(shù)個(gè)無(wú)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
       。紺測(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。
        502-3300-907系列為通用型點(diǎn)位控制儀表,適用于大多數(shù)場(chǎng)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(bào)警。
        ※ 工作原理
        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(lái)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(cè)量更準(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),它由阻性成份、容性成份、感性成份綜合而成,而“射頻”即高頻,所以射頻導(dǎo)納技術(shù)可以理解為用高頻電流測(cè)量導(dǎo)納的方法。
        點(diǎn)位射頻導(dǎo)納技術(shù)與電容技術(shù)的重要區(qū)別是采用了三端技術(shù)和測(cè)量參量的多樣性。電路單元中心端測(cè)量信號(hào)與同軸電纜中心線連接,然后連接到傳感器中心端上。同時(shí)同軸電纜屏蔽層懸浮在一個(gè)幅度非常小又非常穩(wěn)定的,但與測(cè)量信號(hào)等電位、同相位、同頻率、但又沒(méi)有直接電氣關(guān)系即互相隔離的電平上,其效果相當(dāng)于,測(cè)量信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)增益為“1”、驅(qū)動(dòng)能力很強(qiáng)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(dú)立的導(dǎo)線。由于同軸電纜的中心線與外層屏蔽存在上述關(guān)系,所以二者之間沒(méi)有電位差,也就沒(méi)有電流流過(guò),即沒(méi)有電流從中心線漏出來(lái),相當(dāng)于二者之間沒(méi)有電容或電容等于零。因此電纜的溫度效應(yīng),安裝電容等也就不會(huì)產(chǎn)生影響。
        對(duì)于傳感器上的掛料影響問(wèn)題,采用一種新的傳感器結(jié)構(gòu),五層同心結(jié)構(gòu),傳感器結(jié)構(gòu):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(lái)。與同軸電纜的情況是一樣的,中心探桿與屏蔽層之間沒(méi)有電勢(shì)差,即使傳感器上掛料阻抗較小,也不會(huì)有電流流過(guò),電子儀器測(cè)量的僅僅是從傳感器中心到對(duì)面罐壁(地)的電流,因?yàn)槠帘螌幽茏璧K電流沿傳感器返回流向容器壁,因而對(duì)地電流只能經(jīng)傳感器末端通過(guò)被測(cè)物料到對(duì)面容器壁。即
        U中心探桿=U屏蔽層 , I中心探桿對(duì)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(shì)差,兩者之間有電流流過(guò),但該電流不被測(cè)量,不影響測(cè)量結(jié)果。這樣就將測(cè)量端保護(hù)起來(lái),不受掛料的影響。只有容器中的物料確實(shí)上升接觸到中心探桿時(shí),通過(guò)被測(cè)物料,中心探桿與地之間才能形成被測(cè)電流,儀器檢測(cè)到該電流,產(chǎn)生有效輸出信號(hào)。
        射頻導(dǎo)納技術(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。

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