射频导纳物位计的测量原理

射频导纳物位计测量原理~

射频导纳物位计是一种从电容式物位控制技术发展起来的，防挂料、更可靠、更准确、适用性更广的物位控制技术，“射频导纳”中“导纳”的含义为电学中阻抗的倒数，它由阻性成分、容性成分、感性成分综合而成，而“射频”即高频，所以射频导纳技术可以理解为用高频测量导纳。高频正弦振荡器输出一个稳定的测量信号源，利用电桥原理，以精确测量安装在待测容器中的传感器上的导纳，在直接作用模式下，仪表的输出随物位的升高而增加。 射频导纳技术与传统电容技术的区别在于测量参量的多样性、驱动三端屏蔽技术和增加的两个重要的电路，这些是根据在实践中的宝贵经验改进而成的。上述技术不但解决了连接电缆屏蔽和温漂问题，也解决了垂直安装的传感器根部挂料问题。所增加的两个电路是高精度振荡器驱动器和交流鉴相采样器。
对一个强导电性物料的容器，由于物料是导电的，接地点可以被认为在探头绝缘层的表面，对变送器探头来说仅表现为一个纯电容，随着容器排料，探杆上产生挂料，而挂料是具有阻抗的。这样以前的纯电容现在变成了由电容和电阻组成的复阻抗。
射频导纳技术由于引入了除电容以外的测量参量，尤其是电阻参量，使得仪表测量信号信噪比上升，大幅度地提高了仪表的分辨力、准确性和可靠性;测量参量的多样性也有力地拓展了仪表的可靠应用领域。 第一个问题是物料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，则挂料的阻抗会消耗能量，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驱动器，使消耗的能量得到补充，因而会稳定加在探头的振荡电压。 第二个问题是对于导电物料，探头绝缘层表面的接地点覆盖了整个物料及挂料区，使有效测量电容扩展到挂料的顶端，这样便产生挂料误差，且导电性越强误差越大。但任何物料都不完全导电的。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无数个无穷小的电容和电阻元件组成的传输线。
根据数学理论，如果挂料足够长，则挂料的电容和电阻部的阻抗和容抗数值相等，因此用交流鉴相采样器可以分别测量电容和电阻。测得的总电容相当于C物位+C挂料，再减去与C挂料相等的电阻R，就可以获得物位真实值，从而排除挂料的影 响。即 C测量＝C物位＋C挂料C物位＝C测量-C挂料 ＝C测量-R
这些多参量的测量，是测量的基础，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非凡的生命力。 是目前世界上顶尖的料液位测量仪表.

应网友要求，今天做射频导纳料位计的专题，详细的把料位计的原理和操作方法进行讲解，关系关注讨论

射频导纳是一种从电容式发展起来的、防挂料、更可靠、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抗的倒数，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。所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绝缘层的表面，对变送器来说仅表现为一个纯电容。随着容器排料，探杆上产生挂料，而挂料是具有阻抗的。这样以前的纯电容现在变成了由电容和电阻组成的复阻抗，从而引起两个问题。
第一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，则挂料的阻抗会消耗能量，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，探头绝缘层表面的接地点覆盖了整个被测介质及挂料区，使有效测量电容扩展到挂料的顶端。这样便产生挂料误差，且导电性越强误差越大。但任何被测介质都不是完全导电的。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无数个无穷小的电容和电阻元件组成的传输线。根据数学理论，如果挂料足够长，则挂料的电容和电阻部分的阻抗相等。因此根据对挂料阻抗所产生的误差研究，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。由于挂料的阻抗和容抗相等，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，是必须得基础，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非凡的生命力。

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薛城区17612814370： 射频导纳物位计测量原理 - ？
逄唯赛纶： 射频导纳物位计是一种从电容式物位控制技术发展起来的,防挂料、更可靠、更准确、适用性更广的物位控制技术,“射频导纳”中“导纳”的含义为电学中阻抗的倒数,它由阻性成分、容性成分、感性成分综合而成,而“射频”即高频,所以...

薛城区17612814370： 射频导纳料位计的工作原理 - ？
逄唯赛纶： 射频导纳料位计产品的结构分为主电极和补偿电极两部分.在主电极与补偿电极间分别施加一组RF射频信号,因而具有很好的抗粘料、挂料特性,是取代电容料位开关的新型物/液位测量产品.由于保护电极的存在,检测电路将检测电极和保护电极的信号进行比较,从而实现克服物料粘附对物位测量的影响.

薛城区17612814370： 射频导纳物位计的原理及故障问题. - ？
逄唯赛纶： 射频导纳料位计其实就是电容式料位计的升级,最主要的改进是解决了粘附物料对测量的影响.在用于较大的容器设备并采用顶装的情况下,要求料位计的插入深度要在2米以上,在这种情况下,为了安装的方便,多采用绳式电极(也就是钢索型).当物料接触到钢索后,引起电容的变化,这个变化被电子控制器测量到而发出报警信号.钢索外皮主要作用是防水,如果是液体物料,肯定会对测量有影响;如果是固体物料,则不会对测量产生影响.

薛城区17612814370： 请问射频导纳料位计的工作原理?？
逄唯赛纶：射频导纳开关发射一定的高频无线电波作用于探头上,以此分析和确定容器内物位的变化.射频导纳开关对所探材料的不同,无线电波的频率也随之改变.射频导纳开关的探头和容器壁构成了一个间距固定的电容两级,探头的绝缘材料和周围的空气提供绝缘介质.空气被其它介质所取代时,探头与容器壁所构成的电容量将改变,这一变化将引起作用于射频导纳开关探头的无线电波的变化.这一变化被射频导纳开关内部线路检测到,与设置值比较,确定其改变量.当与设置值相同时,输出开关量信号.详情可以咨询北京康纳森技术工程师

薛城区17612814370： 射频导纳液位计怎么测量液位,1个射频导纳开关可以测量几个点? - ？
逄唯赛纶： 射频导纳液位计有一根插入介质的探杆并通入射频段的交流震荡电波,根据探杆与设备外壳,或者辅助探杆(双探杆),或者探杆外套(同轴探杆)之间的介质的电导纳(一种综合了阻抗、容抗、感抗的电参数)来确定液位高低的液位计. 它有连续测量和作为开关测量两种类型, 连续测量的可以通过其它报警设定仪表采出开关信号; 开关测量的每个测量点需要一个探杆,现在用得多的都是1个射频导纳开关测量1个点

薛城区17612814370： BTY - CS系列射频导纳物位计是什么? - ？
逄唯赛纶： BTY—K500B型射频导纳物位开关 外形 工作原理 利用高频无线电波测量导纳.仪表的传感器与罐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.技术指标 范围: 基本:500mm 特殊:1500mm 以内 介质温度: 普通型 -40 ~ 60℃ 中温型 -40 ~ 200℃ 高温型 -40 ~ 800℃ 压力: ≤3MPa 特征: 通用性强、防挂料、免维护、抗干扰、准确可靠、防爆等级:ia II CT4

薛城区17612814370： 射频导纳物位计和射频开关是一个东西吗 - ？
逄唯赛纶： 这是用词上的一个问题了.射频导纳物位计:是指采用射频导纳技术原理的物位测量仪表,它包括:连续量的(可称为射频导纳物位计量)和开关量的输出(射频导纳物位开关) 射频开关:射频开关这个名词,如果作为＂射频导纳物位开关＂的简称那么它就是属于射频导纳物位计的一种.如果作为“射频开关”这个名词讲 它是电子电路中的一种元器件,仅仅是作为微型探测型的逻辑开关.物位计基本上分为 连续量测量 的 和物位开关两大类

薛城区17612814370： 射频导纳 是什么意思 - ？
逄唯赛纶： 射频导纳是一种从电容式测量原理而发展起来的,主要用于料位仪,它具有防挂料、更可靠、更准确、适用更广泛的料位控制技术,射频导纳中导纳的含义为电学中阻抗的倒数,它由电阻性成分、电容性成...

薛城区17612814370： 雷达物位计和射频导纳的区别 - ？
逄唯赛纶： 雷达物位计是依据时域反射原理(TDR)为基础的雷达料位计,将发射能量很低的极短的微波脉冲通过天线系统发射并接收.雷达波以光速运行.运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号.一种特殊的时间延伸方法可以确保极短...

薛城区17612814370： 射频导纳物位计的性能指标 - ？
逄唯赛纶： 技术参数 测量精度 重复性 导电介质<2mm 非导电介质<50mm 温度范围 介质温度 —200℃∽+800℃(选择相应的传感器探头) 环境温度 —40℃∽+60℃ 储存温度 —40℃∽+60℃ 响应时间 0.3s或0∽20s连续可调 灵敏度 优于0.3PF 温度影响 每...