摘要：分析了射频导纳持续料位计的工作道理，提出应用射频导纳技巧解决实际临盆中料位计挂料问题，并对射频导纳料位计常见故障提出了响应的解决筹划。
关键词：射频导纳；挂料；故障分析

引言

物位是指存储容器或工业临盆设备里的液体、粉状或颗粒状固体、气体之间的分界面地位，也可所以互不相溶的两种液体间因为密度不等而形成的界面地位，因为各类物料的性质千差万别，临盆中的工况差别很大年夜，物位测量的办法也很多。今朝常用的料位计有：重量负荷料位计、超声波探测料位计、液体浮子式料位计、射频导纳电容式料位计。个中电容式物位测量办法具有实用范围广(实用于各类介质，包含液体、粉状固体、液-固浆体和介质界面)，测量结不雅与介质密度、化学成分等身分无关，测量仪表构造简单、机能靠得住、价格低廉、可在各类恶劣工况前提下工作等的特点，是应用最广泛的一种测量钕罨的办法。然则电容式物位测量办法存在挂料问题，当测量具有黏附性的导电物料时，物料会黏附在传感电极的外套绝悦魅罩上(挂料)，形成虚假物位，产生很大年夜的测量误差，妨碍了电容式物位仪表更广泛的应用。近年来，电容式物料测试技巧又有了新的成长，国外学者应用射频导纳技巧解决了电容式物位测量办法中的挂料问题，并且国外已经有了相干的产品，美国Ametek Drexelbrook公司临盆的射频导纳持续料位计已在国内获得了很广泛的应用。

1 电容式物位计的工作道理

电容式物位计的工作道理

电容式物位计是在容器中建立一个电容，一极是浸没在容器中的杆状探头，另一极为接地金属板(平日为容器壁)，如图1a所示。设以空气为介质的电容为C1，以被测物料为介质的电容为C2，则电极间的电容为：

C=C1+C2


如不雅被陈腐质为导体，则须在探头上加一层绝缘层，如图1b所示。设被测物料上部以绝缘层为介质的电容为C1a， ，以空气为介质的电容为C1b，被测物料部分以绝缘层为介质的电容为C2a ，则电极间的电容为：

C＝C1a·C1b/（C1a＋C1b）＋C2a


经推导可得两电极间的电容C与被测物位高度h的关系为

C=Co+k·h

式中C0和k是与介电常数、容器构造有关的常数。

当物位变更时，被陈腐质杜嘌的浸没高度h产生变更，大年夜而使电容C产生变更，经由过程测量电容C获得物位高度h。

2 射频导纳料位计工作道理

标准正弦旌旗灯号产生电路发出100 kHz的射频旌旗灯号，经滤波电路精干扰成分滤掉落，获得较纯净的100 kHz的射频旌旗灯号，电容驱动电路用于进步物位的测量范围。变压器电桥测量电路将物位旌旗灯号转化为电压旌旗灯号。测量的电压旌旗灯号分成2路：包含物位信息和挂料信息的测量旌旗灯号；供给采样时刻的同步旌旗灯号。同步旌旗灯号经由处理，给出采样时刻，在该时刻对测量旌旗灯号进行采样，即可获得纯净的物位旌旗灯号，大年夜而清除电极挂料的影响。检测到的物位旌旗灯号经由低通滤波电路，清除一些干扰，然后送入微机体系进行A/D转换、数据处理，并经由过程显示电路显示现什物位。现什物位与设定的物位高低限值进行比较，给出越限报警旌旗灯号。用户可以经由过程键盘输入敕令旌旗灯号，对体系进行自校准，进步测量精确度。射频导纳测量体系框图如图3所示。
传统的电容式物位传感器无法清除电极挂料对测量的影响，特别是在对粘性导电物料进行测量时，误差极其严重，大年夜大年夜限制了电容式物位计的应用和成长。

如图2a中所示，在一个充斥粘性导电物料的容器中，安装一个测量电极，测量电极上有绝缘层。此时，容器中存在一个物料电容，因为导电物料的截面很大年夜，可以认为被测物料在检测电路中的电阻为零。因为此电容的两极分别为电极极芯和导电物料，由前述电容式物位计的工作道理可知，此时测量电容与物料高度成正比。然而，这种电容式物位测量道理存在一个严重的缺点，如图2b中所示，当物位由高位h降低到低位h0时，探头上可能会留有粘附层(即挂料)，产生虚假的物位，给测量带来误差。

粘性导电物料物位检测道理

在图2a中，因为挂料的横截面积较小，挂料的等效电阻较大年夜（挂料的等效电路如图2b所示），挂料可以看作由很多渺小的电阻和电容构成。大年夜数学上可以证实，只要粘甘杞忏够长，粘附层的电阻和电容具有雷同的阻抗，这就是射频导纳定理。将测量电极上带有粘附层的容器的外壁接地，在测量电极和地之间加一高频鼓励旌旗灯号，在测量电极和地之间没有直流畅路，是以，对电流进行测量，可获得储罐实际的料位。

３射频导纳测量体系的实现

４射频导纳料位计常见故障分析
参考文献
美国Ametek Drexelbrook公司临盆的射频导纳持续料位计工作机能稳定，测量精度高，但应用前提和应用前提等工艺参数欠妥，可能会造成仪表测量不精确或仪表不工作。若是仪表原因，请依次检查以下几方面的内容：

（１）检查电子单位。移动传感器电源及英国沃森旌旗灯号电缆，外加１５～２８ＶＤＣ电源，进行检查并校准体系，应用旌旗灯号产生器检查体系的输出旌旗灯号是否期近～２０ｍＡ典范围内。
（２）检查传感器。用模仿欧姆表测量传感寡居线端之间的电阻，包含中间线与樊篱间电阻、樊篱与地间电阻、中间线与地间电阻。传感元件在空气中无挂料(集合物)时，上述三电阻阻值应为无穷大年夜，若传感元件上有挂料，则电阻阻值偏低，当挂料除去后，电阻恢复无穷大年夜。正常时，传感器上有挂料情况下的最小电阻值为：中间线与地之间1000Ω；中间线与樊篱之间600Ω；樊篱与地之间300Ω。

（３）检查传输电缆。导线管中有水或导电性物体，可能会引起仪表掉灵。

停止语

本文具体分析了射频导纳持续料位计工作道理及测量体系工作的实现，并对射频导纳料位计常见故障进行分析，提出响应的解决筹划，使射频导纳料位计更好的办事于工业临盆。


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