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射频导纳料位计原理及射频导纳测量系统的实现
2021-6-7 阅读(679)
射频导纳料位计原理及射频导纳测量系统的实现
有关射频导纳料位计原理，传统的电容式物位传感器无法消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，大大限制了电容式物位计的使用和发展。在一个充满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，由于导电物料的截面很大，可以认为被测物料在检测电路中的电阻为零。由于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原理可知，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原理存在一个严重的缺点，当物位由高位降低到低位时，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。
由于挂料的横截面积较小，挂料的等效电阻较大，挂料可以看作由许多微小的电阻和电容组成。从数学上可以证明，只要粘附层足够长，粘附层的电阻和电容具有相同的阻抗，这就是射频导纳料位计原理。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激励信号，在测量电极和地之间没有直流通路，因此，对电流进行测量，可得到储罐实际的料位。
射频导纳测量系统如何实现？
标准正弦信号发生电路发出100 kHz的射频信号，经滤波电路将干扰成分滤掉，获得较纯净的100 kHz的射频信号，电容驱动电路用于提高物位的测量范围。变压器电桥测量电路将物位信号转化为电压信号。测量的电压信号分成2路，包含物位信息和挂料信息的测量信号；提供采样时刻的同步信号。同步信号经过处理，给出采样时刻，在该时刻对测量信号进行采样，即可获得纯净的物位信号，从而消除电极挂料的影响。检测到的物位信号经过低通滤波电路，消除一些干扰，然后送入微机系统进行A/D转换、数据处理，并通过显示电路显示实际物位。实际物位与设定的物位上下限值进行比较，给出越限报警信号。用户可以通过键盘输入命令信号，对系统进行自校准，提高测量度。
