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博锐泰BDE700系列射频导纳物位变送器的测量原理

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博锐泰BDE700系列射频导纳物位变送器的测量原理

发布日期:2019-04-17 作者: 点击:

射频导纳物位变送器

  射频导纳物位变送器是在电容物位计基础上发展起来的一种实用、可靠测量仪表。射频导纳中的“射频”即高频,“导纳”即阻抗的倒数,它由阻抗、容抗、感抗而组成。射频导纳物位变送器就是用正弦波振荡器输出稳定的高频信号测量源,应用电桥的原理,精确测量探头上导电物料的阻抗与容抗,起到防挂料作用,使测量更准确、更可靠。在直接作用模式下,变送器的输出与物位成正比。

  射频导纳物位变送器与电容物位计主要区别在于它不仅只是电容物位计单一的容抗测量,而且还同时测量导电挂料的容抗与阻抗,以及防挂料三端屏蔽探头。为此,它增设了高精度振荡驱动器、交流鉴相器和三端屏蔽射极跟随驱动器。上述技术成功地解决了探头垂直安装顶部的挂料问题,同时还解决了连接电缆易受温度变化影响问题。

  对于高导电物料的容器,由于物料是导电的,接地点可以认为在探头绝缘层表面,对变送器探头仅表现为一个纯电容。当容器排料时,会在探头上附着一层挂料,以前纯电容现象变为由电容和电阻组成的复合阻抗,从而引起两个问题:

  第一个问题物料与探头本身相当于一个电容,它不消耗变送器的能量(纯电容不耗能),当探头表面覆盖有挂料,挂料具有阻抗,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,产生输出误差,在振荡器与电桥之间增设一个驱动电路以后,使消耗的能量得到补充,因此就不会降低加在探头上的振荡电压。

  第二个问题对于高导电的物料介质,探头绝缘层表面的接地点扩展到整个挂料层,使有效电容扩展到挂料的顶端,这样就会产生挂料误差,且挂料的导电性越强误差越大。但任何物料介质都不是完全导电的,从电学角度看,挂料层相当于一个电阻,探头被挂料覆盖部分相当于一条由无数个无穷小的电容和电阻组成的传输线,根据导电挂料电特性确定,如果挂料足够长则挂料的容抗和阻抗相等,在电路中增设一个交流驱动电路,该驱动电路与交流鉴相器和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,电路上测得总电容相当于C物位+C挂料再减去与C挂料相等的电阻R,就可以实际测量物位的真实电容值,从而排除挂料对输出信号的影响。

  即:C测量=C物位+C挂料-R挂料;

    C测量=C物位;


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