射頻導(dǎo)納物位計(jì)的測量原理

射頻導(dǎo)納是一種從電容式發(fā)展起來的、防掛料、更可靠、更準(zhǔn)確、適用性更廣的新型物位控制技術(shù)，是電容式物位技術(shù)的升級(jí)。所謂射頻導(dǎo)納，導(dǎo)納的含義為電學(xué)中阻抗的倒數(shù)，它由電阻性成分、電容性成分、感性成分綜合而成，而射頻即高頻無線電波譜，所以射頻導(dǎo)納可以理解為用高頻無線電波測量導(dǎo)納。儀表工作時(shí)，儀表的傳感器與灌壁及被測介質(zhì)形成導(dǎo)納值，物位變化時(shí)，導(dǎo)納值相應(yīng)變化，電路單元將測量導(dǎo)納值轉(zhuǎn)換成物位信號(hào)輸出，實(shí)現(xiàn)物位測量。

對(duì)于連續(xù)測量，射頻導(dǎo)納技術(shù)與傳統(tǒng)電容技術(shù)的區(qū)別除了上述講過的以外，還增加了兩個(gè)很重要的電路，這是根據(jù)導(dǎo)電掛料實(shí)踐中的一個(gè)很重要的發(fā)現(xiàn)改進(jìn)而成的。上述技術(shù)在這時(shí)同樣解決了連接電纜問題，也解決了垂直安裝的傳感器根部掛料問題。所增加的兩個(gè)電路是振蕩器緩沖器和交流變換斬波器驅(qū)動(dòng)器。

對(duì)一個(gè)強(qiáng)導(dǎo)電性被測介質(zhì)的容器，由于被測介質(zhì)是導(dǎo)電的，接地點(diǎn)可以被認(rèn)為在探頭絕緣層的表面，對(duì)變送器來說僅表現(xiàn)為一個(gè)純電容。隨著容器排料，探桿上產(chǎn)生掛料，而掛料是具有阻抗的。這樣以前的純電容現(xiàn)在變成了由電容和電阻組成的復(fù)阻抗，從而引起兩個(gè)問題。

第一個(gè)問題是液位本身對(duì)探頭相當(dāng)于一個(gè)電容，它不消耗變送器的能量，(純電容不耗能)。但掛料對(duì)探頭等效電路中含有電阻，則掛料的阻抗會(huì)消耗能量，從而將振蕩器電壓拉下來，導(dǎo)致橋路輸出改變，產(chǎn)生測量誤差。我們在振蕩器與電橋之間增加了一個(gè)緩沖放大器，使消耗的能量得到補(bǔ)充，因而不會(huì)降低加在探頭的振蕩電壓。

第二個(gè)問題是對(duì)于導(dǎo)電被測介質(zhì)，探頭絕緣層表面的接地點(diǎn)覆蓋了整個(gè)被測介質(zhì)及掛料區(qū)，使有效測量電容擴(kuò)展到掛料的頂端。這樣便產(chǎn)生掛料誤差，且導(dǎo)電性越強(qiáng)誤差越大。但任何被測介質(zhì)都不是完全導(dǎo)電的。從電學(xué)角度來看，掛料層相當(dāng)于一個(gè)電阻，傳感元件被掛料覆蓋的部分相當(dāng)于一條由無數(shù)個(gè)無窮小的電容和電阻元件組成的傳輸線。根據(jù)數(shù)學(xué)理論，如果掛料足夠長，則掛料的電容和電阻部分的阻抗相等。因此根據(jù)對(duì)掛料阻抗所產(chǎn)生的誤差研究，又增加一個(gè)交流驅(qū)動(dòng)器電路。該電路與交流變換器或同步檢測器一起就可以分別測量電容和電阻。由于掛料的阻抗和容抗相等，則測得的總電容相當(dāng)于C+C掛料，再減去與C 掛料相等的電阻R，就可以實(shí)際測量真實(shí)值，從而排除掛料的影響。

即C測量=C+C掛料

C=C測量—C掛料

=C測量— R

這些，多參量的測量，是必須得基礎(chǔ)，交流鑒相采樣器是實(shí)現(xiàn)的手段。由于使用了上述三項(xiàng)技術(shù)，使得射頻導(dǎo)納技術(shù)在現(xiàn)場應(yīng)用中展現(xiàn)出非凡的生命力。