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射頻導納料位開關所利用的技術及原理

發布人:jiweiauto 時間:2023-04-07 來源:工程師 發布文章

料位是指存儲容器或工業生產設備里的粉狀或顆粒狀固體的高低位置。由于各種物料的性質千差萬別,生產中的工況差別很大,因此料位測量的方法也不盡相同。在工業生產中,電容式料位測量方法具有測量儀表結構簡單、性能可靠、價格低廉、適用范圍廣、可在各種惡劣工況條件下工作、測量結果與介質密度以及化學成分等因素無關等特點,是應用較為廣泛的一種測量料位的方法。射頻導納是從電容式發展來的一種新型物位控制技術。本文將對射頻導納料位開關所利用的技術及原理展開分析。

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計為Cape-11系列射頻導納料位開關

一、射頻導納料位開關所利用的技術

射頻導納是一種從電容式料位控制技術發展起來的,防掛料、更可靠、更準確、適用性更廣的料位控制技術?!吧漕l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”即高頻無線電波,簡單的說就是使用高頻電流測量系統導納的方法,所以射頻導納技術可以理解為高頻測量導納技術。射頻導納用高頻電流同時測量電阻、電容、電感三個電量,使得測量參量多樣化。

射頻導納料位開關是利用高頻技術,由電子線路產生一個小功率射頻信號于探頭上,探頭作為敏感元件,將來自物位介電常數引起的信號變化反饋給電子線路,這些變化包括電容量和電導量的變化,因而電子線路處理的是容抗和阻抗的綜合變化信號,采用相位檢測技術將這種變化檢測出來,進行處理后改變繼電器的輸出狀態。它是在原電容測量的基礎上改進為射頻導納測量技術,代表了當今物位測量的新水平。計為自主研發生產的Cape-11射頻導納料位開關就是采用射頻導納技術的一種儀表產品,抗掛料能力強,已在國內得到了廣泛運用。

計為通用型射頻導納料位開關

二、射頻導納料位開關的原理

傳統的電容式料位傳感器無法消除電極掛料對測量的影響,特別是在對粘性導電物料進行測量時,誤差極大,限制了電容式物位計的使用和發展。

射頻導納料位開關主要由傳感器模塊、電子模塊和其它一些連接器件構成。其工作原理是通過探頭感知其與儲罐體間電抗(容抗和阻抗)的變化實現物位測量和控制的。其內部電子單元,由探頭測量極與空載罐體間的電抗共同構成平衡電橋電路并產生一個穩定振蕩信號。當被測介質覆蓋探頭測量極時,會引起探頭測量極與罐體間的電抗變化導致電橋電路不平衡而停止產生振蕩信號,后級電路檢測到這一變化從而輸出報警信號。該振蕩信號作為射頻信號施加在探頭測量極的同時,還經過1:1的電壓跟隨器后送往探頭的保護極,測量極與保護極的射頻信號具有等電位、同相位、同頻率又互相隔離。當探頭有掛料時,測量極與保護極之間因為沒有電勢差而形成電氣隔離確保保護極的信號變化不影響檢測,使探頭測量極上電抗的變化只能由探頭測量極與罐體間的物料決定,從而使探頭上的掛料不會影響正常檢測。

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