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射频导纳物位计[1]的概述测量原理
射频导纳是一种从电容式发展起来的、*挂料、更*、更准确、适用性更广的新型物位控制技术,是电容式物位技术的升级。所谓射频导纳,导纳的含义为电学中阻*的倒数,它由电阻性成分、电容性成分、感性成分综合而成,而射频即高频无线电波谱,所以射频导纳可以理解为用高频无线电波测量导纳。仪表工作时,仪表的传感器与灌壁及被测介质形成导纳值,物位变化时,导纳值相应变化,电路单元将测量导纳值转换成物位信号输出,实现物位测量。 对于连续测量,射频导纳技术与传统电容技术的区别除了上述讲过的以外,还增加了两个很重要的电路,这是根据导电挂料实践中的一个很重要的发现改进而成的。上述技术在这时同样解决了连接电缆问题,也解决了垂直安装的传感器根部挂料问题。锁增加的两个电路是振荡器缓冲器和交流变换斩波器驱动器。 对一个强导电性被测介质的容器,由于被测介质是导电的,接地点可以被认为在探头*缘层的表面,对变送器来说*表现为一个纯电容。随着容器排料,探杆上产生挂料,而挂料是具有阻*的。这样以前的纯电容现在变成了由电容和电阻组成的复阻*,从而引起两个问题。 *个问题是液位本身对探头相当于一个电容,它不消耗变送器的能量,(纯电容不耗能)。但挂料对探头等效电路中含有电阻,则挂料的阻*会消耗能量,从而将振荡器电压拉下来,导致桥路输出改变,产生测量误差。我们在振荡器与电桥之间增加了一个缓冲放大器,使消耗的能量得到补充,因而不会降低加在探头的振荡电压。 第二个问题是对于导电被测介质,探头*缘层表面的接地点覆盖了整个被测介质及挂料区,使*测量电容扩展到挂料的*。这样便产生挂料误差,且导电性越强误差越大。但任何被测介质*是*导电的。从电学角度来看,挂料层相当于一个电阻,传感元件被挂料覆盖的部分相当于一条由*个*小的电容和电阻元件组成的传输线。根据数学理论,如果挂料*长,则挂料的电容和电阻部分的阻*相等。因此根据对挂料阻*所产生的误差研究,又增加一个交流驱动器电路。该电路与交流变换器或同步检测器一起就可以分别测量电容和电阻。由于挂料的阻*和容*相等,则测得的总电容相当于C+C挂料,再减去与C 挂料相等的电阻R,就可以实际测量真实值,从而排除挂料的影响。 即C测量=C+C挂料 C=C测量—C挂料 =C测量— R 这些,多参量的测量,是*须得基础,交流鉴相采样器是实现的手段。由于使用了上述三项技术,使得射频导纳技术在现场应用中展现出*的生命力。 射频导纳物位计[1]的概述测量原理
射频导纳物位计
射频导纳是一种从电容式发展起来的、*挂料、更*、更准确、适用性更广的新型物位控制技术,是电容式物位技术的升级。所谓射频导纳,导纳的含义为电学中阻*的倒数,它由电阻性成分、电容性成分、感性成分综合而成,而射频即高频无线电波谱,所以射频导纳可以理解为用高频无线电波测量导纳。仪表工作时,仪表的传感器与灌壁及被测介质形成导纳值,物位变化时,导纳值相应变化,电路单元将测量导纳值转换成物位信号输出,实现物位测量。
对于连续测量,射频导纳技术与传统电容技术的区别除了上述讲过的以外,还增加了两个很重要的电路,这是根据导电挂料实践中的一个很重要的发现改进而成的。上述技术在这时同样解决了连接电缆问题,也解决了垂直安装的传感器根部挂料问题。锁增加的两个电路是振荡器缓冲器和交流变换斩波器驱动器。
对一个强导电性被测介质的容器,由于被测介质是导电的,接地点可以被认为在探头*缘层的表面,对变送器来说*表现为一个纯电容。随着容器排料,探杆上产生挂料,而挂料是具有阻*的。这样以前的纯电容现在变成了由电容和电阻组成的复阻*,从而引起两个问题。
*个问题是液位本身对探头相当于一个电容,它不消耗变送器的能量,(纯电容不耗能)。但挂料对探头等效电路中含有电阻,则挂料的阻*会消耗能量,从而将振荡器电压拉下来,导致桥路输出改变,产生测量误差。我们在振荡器与电桥之间增加了一个缓冲放大器,使消耗的能量得到补充,因而不会降低加在探头的振荡电压。
第二个问题是对于导电被测介质,探头*缘层表面的接地点覆盖了整个被测介质及挂料区,使*测量电容扩展到挂料的*。这样便产生挂料误差,且导电性越强误差越大。但任何被测介质*是*导电的。从电学角度来看,挂料层相当于一个电阻,传感元件被挂料覆盖的部分相当于一条由*个*小的电容和电阻元件组成的传输线。根据数学理论,如果挂料*长,则挂料的电容和电阻部分的阻*相等。因此根据对挂料阻*所产生的误差研究,又增加一个交流驱动器电路。该电路与交流变换器或同步检测器一起就可以分别测量电容和电阻。由于挂料的阻*和容*相等,则测得的总电容相当于C+C挂料,再减去与C 挂料相等的电阻R,就可以实际测量真实值,从而排除挂料的影响。
即C测量=C+C挂料
C=C测量—C挂料
=C测量— R
这些,多参量的测量,是*须得基础,交流鉴相采样器是实现的手段。由于使用了上述三项技术,使得射频导纳技术在现场应用中展现出*的生命力。
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