射頻電容式液位(wèi)計的優缺點
1電容式液位計(jì)指示不(bú)準的原因
某化工建廠以來一直是用江蘇(sū)久久(jiǔ)儀表有限公(gōng)司生產的電容式液位計(jì)進行測(cè)量的。雖然也有一定的(de)弱點:一是電極外套的絕緣(yuán)材料PTFE是南四氟乙烯聚合而成的高(gāo)分子 料,其應用環(huán)境溫度一般不大於1 20 C,當把它置十溫度(dù)接(jiē)近200℃的介質中工作時,耐壓等級兒乎(hū)為(wéi)零。而葉l壓分解器L 1 0 2控製溫度為158~180℃,控製 力為1.7Mpa.已遠遠超過了電極外套所要求的工作(zuò)環境。二是因所測到的(de)電容與物料的高(gāo)度成正比。當物位升高後假(jiǎ)如又回落下去,則(zé)探頭可能會有掛(guà)料,這會導致電容值加大(dà),如果是導電液(yè)體情況會更嚴重,產生很人的誤差。i是探頭到電路單元之 的連接電纜相當(dāng)一(yī)個較大的電容,而(ér)且隨溫度變化,兒(ér)其是在物料介質常數(shù)較小信號較弱的場俞,這些(xiē)誤差將會很大。而射頻導納(nà)技術就能克(kè)服(fú)上述(shù)缺點。
2射頻導納的原理
射頻導納(nà)是一種從電容式發展起來的防掛料更可靠、更準(zhǔn)確、使用性更廣(guǎng)的液位測量技術,射頻就是高頻無(wú)線電波譜(pǔ),導納為阻(zǔ)抗的倒數,它是電阻忡成(chéng)分、電容性成分、電感(gǎn)性(xìng)成分綜合而成。射頻導納可以簡單理解為(wéi)用高頻無線電波譜測量導納。
3射頻(pín)導納(nà)液位(wèi)計的特(tè)點(diǎn)
(1)地線是電纜巾另一條獨立的導線。由於(yú)同軸電纜的中(zhōng)心線與外層屏蔽存(cún)在上述關係,所以二者之(zhī) 沒有電位差,也就沒仃電流流過, 即沒有(yǒu)電流(liú)從巾心線漏出(chū)來,相當於二首之間沒有電(diàn)容或電容(róng)等十零。因此電纜的溫度效應,安裝電容等(děng)也就不會產牛影響。(2)射頻導(dǎo)納液位計不但檢測電容還檢測電阻與電感,這與(yǔ)電容(róng)式液位計相比增加了可靠性與準確性。(3)為了解決傳感器根部掛料的問題,新增加了震蕩緩衝器和交流變換斬(zhǎn)波(bō)驅動(dòng)器兩個電路。振(zhèn)蕩(dàng)緩衝器補(bǔ)充(chōng)由於粘結層或滲透層阻(zǔ)抗所損失的能量,而(ér)斬波驅動器與斬波(bō)器一起來確保(bǎo)*後得到的電容值與真實物位相符的真實值。(4)由測量電極和智能變送器兩部分組成,其通訊協議(yì)采用了HART協議。可用HART通訊器或用供貨商專門提(tí)供的專用(yòng)軟件通過(guò)專用的MODEM用計算機與現場(chǎng)變送器進行通訊進行(háng)零點及量程標定等。可自我檢測和遠程通(tōng)訊,這使得儀表標定更加(jiā)方便,維護量幾乎為(wéi)零。
4射頻導納液位計應(yīng)用實例
1999年(nián)1月九江石化總(zǒng)廠把此表應用到其尿素工段中壓分解器L102、二段真空分解器L107上,經運行表明,幾乎沒出現過(guò)故障, 跟蹤靈敏, 指示準確(què)。河北滄州大化已在H2SO4、HNO3等不(bú)同介質的測量中應用了十幾套,經幾年運行也都非常穩定(dìng)。
從以上對此表的分析可知(zhī),應該說技術(shù)比(bǐ)較,可靠性與準確性高(gāo),故障(zhàng)率低,維護量小。它克服了(le)以前所用電容式液位計的一些缺點,適用於在中壓分解器L1 02上運(yùn)行。
5注意事項(xiàng)
因射頻導納液位計(jì)是智能型的,其本身運用了微處理器技術,采(cǎi)用(yòng)了HART通訊(xùn)協議,所以在應用的過程中以下幾個方麵應引起注意:(1)防靜電:(2)防幹擾:(3)要想使變送器與PC機或通(tōng)訊器之間的通訊能順利(lì)進(jìn)行,通(tōng)訊電纜應符合該表說明書中的要(yào)求:(4)應(yīng)注意電纜的分布電容對通訊的影響,對(duì)距離(lí)較長(zhǎng)的信號傳送應(yīng)選用(yòng)分布電(diàn)容較低的電纜。
6綜述
射頻導納(nà)液位(wèi)計是一種高可靠性、免維護的液位(wèi)計,安裝非常簡單,既可螺(luó)紋安裝又可法蘭連接,尤其對於各種複雜(zá)惡劣的場合,其(qí)通用性是非(fēi)常高的,其支持HART協議的智能式物位變送器更顯示出***的性(xìng)能(1)遠距標定(dìng):可以在控製回路中的任何(hé)一(yī)點進行標定。(2)較高的(de)準確度:可以進行各種測量補償而得到較高的準確性和穩定性。(3)永久保(bǎo)存數據,不怕斷電丟失。(4)可以進行容(róng)器參(cān)考標定而不象模擬儀表那樣必須(xū)將探頭頂端視作零點。(5)物位的任意兩點標(biāo)定:隻需要兩個基(jī)本點(diǎn)相距大於1 0% 的任意物位點就可以進行標定,而且不分高低順序。
電容式物位傳感器是根據圓筒電容器原理進行工作(zuò)的。其結構如同2個長度為L 、半徑分別(bié)為R和r的圓筒型金屬導體,中間隔以絕緣物質,當(dāng)中間所充介質是介電常數為ε1的氣體時,兩(liǎng)圓筒的電容量為:
C1 = 2πε1L/R(㏑ R/r) (1) 如(rú)果電極的一部分(fèn)被介電常數為ε2的液體(tǐ)(非導電性的)浸沒時(shí),則會有電容量的增(zēng)量(liàng)△C 產生(因ε2>ε1),此時兩極間的(de)電容量C=C1+△C。假如電極被浸沒長度為l,則電容增量為:
△C = 2π(ε2 - ε1)ι / (㏑ R/r) (2)
當ε2、ε1、R、r不(bú)變時,電容量增量△C與電極(jí)浸沒的長度l 成正比,因此測出電容(róng)增量數值便可(kě)知道液位高度。
如果被測介質為導電性液體時,電極要用絕緣物(如聚乙烯)覆蓋作為中間介質,而液(yè)體和外圓筒一起(qǐ)作為外電極。假設中間介質的介電常數為ε3,電(diàn)極被浸(jìn)沒長度為l,則(zé)此時電容器所具有的電容量為:
C = 2πε3ι/ (㏑ R/r) (3)
其(qí)中:R 和r 分別為絕緣覆蓋層外半徑和內電極外(wài)半徑。由(yóu)於(yú)ε3 為常數(shù),所以C 與l 成正比。
防腐型電容式液位計安裝注意事項:
1、變送器采用電(diàn)容測量原理,探極線(xiàn)的外(wài)絕緣層為耐(nài)高溫、耐腐蝕、抗老化且化學穩定性極高的聚四氟乙烯材料(liào),正常(cháng)工作中(zhōng)與(yǔ)被測液體之間處於絕緣狀態。安裝時一定注意保護好探極線的外絕緣層,一旦損傷,將導致使用壽命縮短或安裝失敗。
探(tàn)極線安裝結束後,使其全部(bù)浸入液體時,控極線與液體(或金屬容器外壁)的絕緣電阻(zǔ)應>20MΩ(用(yòng)數字萬用(yòng)表20MΩ檔測量),測量絕緣電阻時,應將探極線與(yǔ)變送器的連接暫時斷開。
2、變送器露天安裝時,探極線不能裸露於容器(qì)以處,以(yǐ)免雨天探極線著水出現測(cè)量誤差。
3、變送器(qì)的外殼(ké)或接線盒下部(bù)的不鏽鋼過程連接部件,必須可靠與容器外壁連接(接地),其(qí)接觸電阻不能大於2Ω。
4、在(zài)正常工作中,探極(jí)線在容器內不能有較大的擺動幅度,否(fǒu)則會出現信號不穩定現象。
5、探級(jí)線安(ān)裝時,應(yīng)盡量遠離容器內壁,zui小距離(lí)不能<100mm.當(dāng)受到條件***,距離<100mm時,探極(jí)線與容器壁的距離必須(xū)保證相對固定。
6、對單線軟探極,多餘部分可通過過程連接件上端拉出後剪掉,然後擰緊螺栓,而雙絞線探極,多餘部分可盤紮在被測液麵以上,不(bú)允許將多餘部分盤繞在容器底部有效測量段。
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