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點位射頻導納料位計技術與電容技術的重要區別

日期:2025-09-13 12:18
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摘要:
對于射頻導納料位計物料,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

射頻導納料位計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。

射頻導納料位計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,由于射頻導納料位計是導電的,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。

射頻導納料位計工作原理

射頻導納料位計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(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,“射頻導納料位計”中“導納”的含義為電學中阻抗的倒數,它由阻性成份、容性成份、感性成份綜合而成,而“射頻”即高頻,所以射頻導納料位計技術可以理解為用高頻電流測量導納的方法。

點位射頻導納料位計技術與電容技術的重要區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,測量信號經過一個增益為“1”、驅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。因此射頻導納料位計電纜的溫度效應,安裝電容等也就不會產生影響。

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