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VEGA射頻導納物位計的應用與選型
作者:管理员    发布于:2010-03-24 09:50:04    文字:【】【】【
摘要:VEGA射頻導納物位計的應用解除了人們對複雜物體的物位測量的疑慮,現有射頻導納物位計的抗粘附電路設計,可以消除物料的粘附而産生虛假錯誤信號;可低位或高位故障報警,現場可調。在品種、標准材料、耐壓、耐高溫;防爆等方面都能滿足水泥廠檢測和控制的要求。

    VEGA射频导纳物位计是目前物位控制器跨世纪的前卫替代产品,在欧美和日本已被广泛应用,国内的用户也在用它替换旧的产品。它可以检测所有物料,而不受物料的密度、颗粒大小、化学成分、沉积粘度和导电特性等参数变化的影响。广泛地应用于液体、粉体、浆体、固体等多种物料的控制。而物位是水泥工业生产过程的主要测量参数,和其他行业不同。在水泥工业中主要是固体物料的物位测量,液位测量则很少。固体物料种类繁多,有块料、颗粒状、粉料,这些物料的介电常数、容重、温度、水分含量也各不相同。接触式测量是过去测量物位的主要手段,如电容式、重锤式、音叉式、阻旋式等测量方法,由于测量时仪表和物料是接触的,在使用过程中往往会出现各种问题,如电容的挂料;重锤的断锤、埋锤;音叉的堵料等,且日常的维护量很大。射频导纳料位计控制器是利用高频技术,射频导纳料位计由电子线路产生一个小功率射频信号于探头上,探头作为敏感元件,将来自物位介电常数引起的信号变化反馈给电子线路于这些变化包括电容量和电导量的变化,因而电子线路处理的是容抗和阻抗的综合变化信号,采用相位检测技术将这种变化检测出来,进行处理后继电器的输出。VEGA是在原电容测量的基础上改进为射频导纳测量技术,代表了当今物位测量的新水平。
  
  一、概述
  
  VEGA射頻導納物位計,是一種從電容式物位控制技術發展起來的,防挂料、更可靠、更准確、適用性更廣的物位控制技術,“射頻導納”中“導納”的含義爲電學中阻抗的倒數,它由阻性成分、容性成分、感性成分綜合而成,而“射頻”即高頻,所以射頻導納技術可以理解爲用高頻測量導納。高頻正弦振蕩器輸出一個穩定的測量信號濾,利用電橋原理,以測量安裝在待測容器中的傳感器上的導納,在直接作用模式下,儀表的輸出隨物位的升高而增加。
  射頻導納技術與傳統電容技術的區別在于測量參量的多樣性、驅動三端屏蔽技術和增加的兩個重要的電路,這些是根據在實踐中的寶貴經驗改進而成的。上述技術不但解決了連接電纜屏蔽和溫漂問題。也解決了垂直安裝的傳感器根部挂料問題。所增加的兩個電路是高精度振蕩器驅動器和交流鑒相采樣器。
  對一個強導電性物料的容器,由于物料是導電的,接地點可以被認爲在探頭絕緣層的表面,對變送器探頭來說僅表現爲一個純電容,隨著容器排料,探杆上産生挂料,而挂料是具有阻抗的。這樣以前的純電容現在變成了由電容和電阻組成的複阻抗,從而引起兩個問題。
  射頻導納技術由于引入了除電容以外的測量參量,尤其是電阻參量,使得儀表測量信號信噪比上升,大幅度地提高了儀表的分辨力、准確性和可靠性;測量參量的多樣性也有力地拓展了儀表的可靠應用領域。
  物料本身對探頭相當于一個電容,它不消耗變送器的能量,(純電容不耗能),但挂料對探頭等效電路中含有電阻,則挂料的阻抗會消耗能量,從而將振蕩器電壓拉下來;導致橋路輸出改變,産生測量誤差。我們在振蕩器與電橋之間增加了一個驅動器,使消耗的能量得到補充,因而會穩定加在探頭的振蕩電壓。
  
  二、射頻導納物位計測量原理和主要技術因素
  
  VEGA射頻導納物位控制技術是一種從電容式物位控制技術發展起來的,防挂料(傳感器粘附之物料稱爲挂料)性能更好、工作更可靠、測量更准確、適用性更廣的物位控制技術,“射頻導納”中“導納”的含義爲電學中阻抗的倒數,它由阻性成份、容性成份、感性成份綜合而成,而“射頻”即高頻,所以射頻導納技術可以理解爲用高頻電流測量導納的方法。
  點位射頻導納技術與電容技術的重要區別是采用了三端技術和測量參量的多樣性。電路單元中心端測量信號與同軸電纜中心線連接,然後連接到傳感器中心端上。同時同軸電纜屏蔽層懸浮在一個幅度非常小又非常穩定的,但與測量信號等電位、同相位、同頻率、但又沒有直接電氣關系即互相隔離的電平上,其效果相當于,測量信號經過一個增益爲“1”、驅動能力很強的同相放大器,輸出與同軸電纜屏蔽層相連,然後再連到傳感器的屏蔽層上。地線是電纜中另一條獨立的導線。由于同軸電纜的中心線與外層屏蔽存在上述關系,所以二者之間沒有電位差,也就沒有電流流過,即沒有電流從中心線漏出來,相當于二者之間沒有電容或電容等于零。因此電纜的溫度效應,安裝電容等也就不會産生影響。
  射頻導納技術由于引入了除電容以外的測量參量,尤其是電阻參量,使得儀表測量信號信噪比上升,大幅度地提高了儀表的分辨力、准確性和可靠性;測量參量的多樣性也有力地拓展了儀表的可靠應用領域。
  主要技術參數:
  1)電源電壓:220CAC±15%50Hz;24VDC±5%;
  2)消耗功率:4w;
  3)輸出信號:繼電器輸出雙刀雙擲(DP/DT);SA(阻性)、220VAC;
  4)環境溫度:-40~70℃;
  5)靈敏度設置:0.5~500pF(可調);
  6)延時時間:0~30秒可調(開或關);
  7)失電保護模式:低位或高位故障報警,現場可調。
  8)安裝形式:(1)法蘭安裝:按用戶提供的法蘭標准。
  
  三、VEGA射頻導納物位計的選型
  
  在水泥工廠,在水泥廠和粉磨站水泥庫一般有4~8個,在水泥廠還有生料均化庫和粉煤灰庫,這些物料全是粉料,非常難測其料位,應選用量程大的換能器,提高聲波的強度。減小粉塵對它的影響。並使用帶泡沫面的換能器。可以提高它的發射強度和靈敏度,同時利用震動增強自清潔能力。
  射頻導納物位計選用二線制供電,可直接接控制系統的模塊,輸出4~20mA的模擬信號,可節省大量電纜;同時還提供HART數字信號和各種協議的現場總線的數字通信功能,和計算機監控系統連接非常方便,既可在現場調試。
  
  四、結論
  
  水泥廠的物位測量是水泥生産線自動化系統一個重要組成部分。射頻導納物位計的應用解除了人們對水泥廠的物位測量的疑慮,現有射頻導納物位計的抗粘附電路設計,可以消除物料的粘附而産生虛假錯誤信號;可低位或高位故障報警,現場可調。在品種、標准材料、耐壓、耐高溫;防爆等方面都能滿足水泥廠檢測和控制的要求。

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