電容式液位開關(guān)的測量原理
R:固料的電阻值
C:固料的電容值
Ca:初始電容值(探頭未被覆蓋時)
Cs:開關(guān)電容值
△C:電容值的變化量
在標(biāo)定過程中,當(dāng)電容達(dá)到設(shè)定值Cs時,限位開關(guān)便會動作。
此外,帶屏蔽段的探頭能消除介質(zhì)粘附以及過程連接處冷凝對測量的影響。具有自動粘附補償功能的探頭可對探頭在過程連接處的介質(zhì)粘附進行補償。
射頻電容式液位計的優(yōu)缺點
1電容式液位計指示不準(zhǔn)的原因
某化工建廠以來一直是用江蘇久久儀表有限公司生產(chǎn)的電容式液位計進行測量的。雖然也有一定的弱點:一是電極外套的絕緣材料PTFE是南四氟乙烯聚合而成的高分子 料,其應(yīng)用環(huán)境溫度一般不大于1 20 C,當(dāng)把它置十溫度接近200℃的介質(zhì)中工作時,耐壓等級兒乎為零。而葉l壓分解器L 1 0 2控制溫度為158~180℃,控制 力為1.7Mpa.已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了電極外套所要求的工作環(huán)境。二是因所測到的電容與物料的高度成正比。當(dāng)物位升高后假如又回落下去,則探頭可能會有掛料,這會導(dǎo)致電容值加大,如果是導(dǎo)電液體情況會更嚴(yán)重,產(chǎn)生很人的誤差。i是探頭到電路單元之 的連接電纜相當(dāng)一個較大的電容,而且隨溫度變化,兒其是在物料介質(zhì)常數(shù)較小信號較弱的場俞,這些誤差將會很大。而射頻導(dǎo)納技術(shù)就能克服上述缺點。
2射頻導(dǎo)納的原理
射頻導(dǎo)納是一種從電容式發(fā)展起來的防掛料更可靠、更準(zhǔn)確、使用性更廣的液位測量技術(shù),射頻就是高頻無線電波譜,導(dǎo)納為阻抗的倒數(shù),它是電阻忡成分、電容性成分、電感性成分綜合而成。射頻導(dǎo)納可以簡單理解為用高頻無線電波譜測量導(dǎo)納。
3射頻導(dǎo)納液位計的特點
(1)地線是電纜巾另一條獨立的導(dǎo)線。由于同軸電纜的中心線與外層屏蔽存在上述關(guān)系,所以二者之 沒有電位差,也就沒仃電流流過, 即沒有電流從巾心線漏出來,相當(dāng)于二首之間沒有電容或電容等十零。因此電纜的溫度效應(yīng),安裝電容等也就不會產(chǎn)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,這與電容式液位計相比增加了可靠性與準(zhǔn)確性。(3)為了解決傳感器根部掛料的問題,新增加了震蕩緩沖器和交流變換斬波驅(qū)動器兩個電路。振蕩緩沖器補充由于粘結(jié)層或滲透層阻抗所損失的能量,而斬波驅(qū)動器與斬波器一起來確保*后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(xié)議采用了HART協(xié)議??捎肏ART通訊器或用供貨商專門提供的專用軟件通過專用的MODEM用計算機與現(xiàn)場變送器進行通訊進行零點及量程標(biāo)定等。可自我檢測和遠(yuǎn)程通訊,這使得儀表標(biāo)定更加方便,維護量幾乎為零。
4射頻導(dǎo)納液位計應(yīng)用實例
1999年1月九江石化總廠把此表應(yīng)用到其尿素工段中壓分解器L102、二段真空分解器L107上,經(jīng)運行表明,幾乎沒出現(xiàn)過故障, 跟蹤靈敏, 指示準(zhǔn)確。河北滄州大化已在H2SO4、HNO3等不同介質(zhì)的測量中應(yīng)用了十幾套,經(jīng)幾年運行也都非常穩(wěn)定。
從以上對此表的分析可知,應(yīng)該說技術(shù)比較,可靠性與準(zhǔn)確性高,故障率低,維護量小。它克服了以前所用電容式液位計的一些缺點,適用于在中壓分解器L1 02上運行。
5注意事項
因射頻導(dǎo)納液位計是智能型的,其本身運用了微處理器技術(shù),采用了HART通訊協(xié)議,所以在應(yīng)用的過程中以下幾個方面應(yīng)引起注意:(1)防靜電:(2)防干擾:(3)要想使變送器與PC機或通訊器之間的通訊能順利進行,通訊電纜應(yīng)符合該表說明書中的要求:(4)應(yīng)注意電纜的分布電容對通訊的影響,對距離較長的信號傳送應(yīng)選用分布電容較低的電纜。
6綜述
射頻導(dǎo)納液位計是一種高可靠性、免維護的液位計,安裝非常簡單,既可螺紋安裝又可法蘭連接,尤其對于各種復(fù)雜惡劣的場合,其通用性是非常高的,其支持HART協(xié)議的智能式物位變送器更顯示出***的性能(1)遠(yuǎn)距標(biāo)定:可以在控制回路中的任何一點進行標(biāo)定。(2)較高的準(zhǔn)確度:可以進行各種測量補償而得到較高的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。(3)永久保存數(shù)據(jù),不怕斷電丟失。(4)可以進行容器參考標(biāo)定而不象模擬儀表那樣必須將探頭頂端視作零點。(5)物位的任意兩點標(biāo)定:只需要兩個基本點相距大于1 0% 的任意物位點就可以進行標(biāo)定,而且不分高低順序。
電容式單法蘭液位計與電容式雙法蘭液位計本質(zhì)區(qū)別
1. 電容式單法蘭是指變送器的正壓側(cè)是法蘭結(jié)構(gòu),直接與測量介質(zhì)的接口相連,而負(fù)壓側(cè)是采用引壓管將測量介質(zhì)與變送器的容室相連。優(yōu)點是測量精度高,能達(dá)到變送器的測量技術(shù)指標(biāo),缺點就是負(fù)壓管道必須密封,且需對變送器進行量程遷移,校驗時應(yīng)將負(fù)壓管道內(nèi)的介質(zhì)液體的誤差遷移掉。
2. 電容式雙法蘭是指變送器的正、負(fù)壓側(cè)均是法蘭結(jié)構(gòu),可以直接與需測量的容器、管道相連。優(yōu)點是安裝容易,校驗方便,不需量程遷移。缺點是測量精度不高,由于法蘭與變送器之間采用彈性軟管連接,內(nèi)部應(yīng)該是充滿硅油,所以對介質(zhì)壓力變化的傳遞有一定的偏差,外界溫度變換多多少少對硅油有一些影響,所以測量反映上就有一定的誤差。
電容式單法蘭液位計和雙法蘭液位計都是采用靜壓式測量的液位計,那么究竟哪些場合能用單法蘭,哪些場合能用電容式雙法蘭的呢?
電容式單法蘭液位計測量的是敞開式容器的液位,電容式單法蘭 液位變送器 有設(shè)計原理先進、品種規(guī)格齊全、安裝使用簡便等特點。
電容式雙法蘭液位計測量的是密閉式容器的液位;電容式雙法蘭液位變送器由差壓變送器與智能放大板組合,可構(gòu)成智能遠(yuǎn)傳壓力、差壓變送器,與符合HART協(xié)議的手操器配合,可以相互通訊,進行設(shè)定和監(jiān)控。
電容式液位變送器是測量罐內(nèi)液位簡單可靠的測量儀器,是利用P=ρgh的原理來測量差壓來測量液位,液位的高低與液位變送器所測得差壓成正比,液位變送器的過程連接通常采用隔膜法蘭式,膜片內(nèi)充硅油作為壓力傳導(dǎo)介質(zhì)。液體罐通常有敞口罐和帶壓罐之分,敞口罐上部通大氣,測量敞口罐液位的液位變送器只需高壓端連接過程法蘭,低壓側(cè)與大氣聯(lián)通。而帶壓罐則需要液位變送器高低壓側(cè)連接隔膜法蘭式,以測量高低取壓側(cè)的壓力差。
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