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电路单元中心端测量信号与同轴电缆中心线连接

文章作者:必威-仪器仪表 上传时间:2019-10-29

射频导纳料位开关的原理 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。

射频导纳物位计广泛适用各行业中液体、颗粒和块状物料仓料位的连续测量。适用于在高温、高压力、强腐蚀、强粘附、强冲击、强磨损、粉尘大的环境下进行测量,有其它类型的物位计无法比拟的性价比。产品应用于工矿现场,适用于大多数应用场合,仪表由一个电路单元一套防爆外壳和杆式或缆式传感元件组成,传感器有多种型号可选,仪表可选整体或分体安装。 射频导纳物位计问题处理:一、液位本身对探头来说就好比是一个电容,它虽然不消耗变送器的能量,但挂料对探头等效电路中含有电阻,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。二、针对射频导纳物位计的导电波测介质,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。这样便容易产生挂料误差,致使导电性越强误差越大。可是,并不是所有的被测介质都不是完全导电的。因此,如果从电学的角度来看的话,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。当射频导纳物位计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。

射频导纳物位计采用的特殊抗冲击、耐磨损探杆护套材料为国内外首创,特别适用于在高温、高压力、强腐蚀、强粘附、强冲击、强磨损、粉尘大的环境下进行测量,有其它类型的物位计无法比拟的性比价。适用于通用型点位控制仪表,产品用于限位控制和报警,适用于绝大多数应用场合。仪表广泛应用工业和民用现场,无论室内和户外,本仪表相对其他形式仪表,对现场安装条件无特别要求。502系列为通用型点位控制仪表,仪表由一个电路单元,一套防爆外壳和杆式或缆式传感元件组成,传感器可选多种材质,可整体或分体型安装。整体安装指将电路单元和传感元件配置在一个防爆外壳上,分体型安装指电路单元和传感元件分别配置在两个独立的防爆外壳上,中间用厂家特制的电缆连接。 射频导纳物位控制技术是一种电容式物位控制技术发展起来的,防挂料(传感器粘附之物料称位挂料)性能更好,工作更可靠,测量更准确,使用性更广的物位控制技术,‘射频导纳’中‘射频’既高频,‘导纳’的含义为电学中阻抗的倒数,它由阻性成份,容性成份,感性成份综合而成,所以射频导纳技术可以理解为用高频信号测量导纳的方法。点位射频导纳技术与电容技术的重要区别是采用了三端技术和测量参量的多样性。电路单元中心端测量信号与同轴电缆中心线连接,然后连接到传感器中心端上。同时同轴电缆屏蔽层悬浮在一个幅度非常小又非常稳定的,但与测量信号等电位,同相位,同频率,但又没有直接电气关系既互相隔离的电平上,其效果相当于,测量信号经过一个增益为‘1’,驱动能力很强的同相放大器,输出与同轴电缆屏蔽层相连,然后再连到传感器的屏蔽层上。地线是电缆中另一条独立的导线。由于同轴电缆的中心线与屏蔽层存在上述关系,所以二者之间没有电位差,也就没有电流流过,既没有电流从中心线漏出来,相当于二者之间没有电容或电容等于零。因此电缆的温度效应,安装电容也就不会产生影响。 图1.1 502传感器结构图 对于传感器上的挂料影响问题,采用一种新的传感器结构,五层同心结构,见图1.1传感器结构:最里层是中心探杆,中间是屏蔽层,最外面是接地的安装螺纹,用绝缘层将其分别隔离起来。与同轴电缆的情况是一样的,中心探杆与屏蔽层之间没有电势差,即使传感器上挂料阻抗较小,也不会有电流流过,电子仪器测量的仅仅是从传感器中心到对面罐壁的电流,因为屏蔽层能阻碍电流沿传感器返回流向容器壁,因而对地电流只能经传感器未端通过被测物料到对面容器壁。既UA=UB,IAB=×Y=0虽然屏蔽层与容器壁之间存在电势差,两者之间有电流流过,但该电流不被测量,不影响测量结。这样就将测量端保护起来,不受挂料的影响。只有容器中的物料确实上升接触到中心探杆时,通过被测物料,中心探杆与地之间才能形成被测电流,仪表检测到该电流,产生有效输出信号。 射频导纳技术由于引入了除电容以外地测量参量,尤其是电阻参量,使得仪表量信号信噪比上升,大幅度的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。

3.雷达液位计。雷达液位计采用发射-反射-接收的工作模式。雷达液位计的天线发射出电磁波,这些波经被测对象表面反射后,再被天线接收,电磁波从发射到接收的时间与到液面的距离成正比。雷达液位计记录脉冲波经历的时间,而电磁波的传输速度为常数,则可算出液面到雷达天线的距离,从而知道液面的液位。

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分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

射频导纳物位计问题处理

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4. 压力式液位计。静压式液位计变送器是通过测量液体高度而产生的静压力来测定液体液位的。当把液位变送器的传感器部分投入到液体介质中时,传感器把液体的静压转换为电压信号,该电压信号经放大后转化成相应的液位高度,再经过液位计自带的模块转换成4~20mADC标准电流信号输出。

##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,,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。

那么,什么是液位测量?今天仪器仪表网(www.hi1718.com)就来介绍一下液位测量。

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