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VEGA射頻導納物位計的應用與選型
VEGA射頻導納物位計是目前物位控制器跨世紀的前衛(wèi)替代產(chǎn)品，在歐美和日本已被廣泛應用，國內(nèi)的用戶也在用它替換舊的產(chǎn)品。它可以檢測所有物料，而不受物料的密度、顆粒大小、化學成分、沉積粘度和導電特性等參數(shù)變化的影響。廣泛地應用于液體、粉體、漿體、固體等多種物料的控制。而物位是水泥工業(yè)生產(chǎn)過程的主要測量參數(shù)，和其他行業(yè)不同。在水泥工業(yè)中主要是固體物料的物位測量，液位測量則很少。固體物料種類繁多，有塊料、顆粒狀、粉料，這些物料的介電常數(shù)、容重、溫度、水分含量也各不相同。接觸式測量是過去測量物位的主要手段，如電容式、重錘式、音叉式、阻旋式等測量方法，由于測量時儀表和物料是接觸的，在使用過程中往往會出現(xiàn)各種問題，如電容的掛料；重錘的斷錘、埋錘；音叉的堵料等，且日常的維護量很大。射頻導納料位計控制器是利用高頻技術，射頻導納料位計由電子線路產(chǎn)生一個小功率射頻信號于探頭上，探頭作為敏感元件，將來自物位介電常數(shù)引起的信號變化反饋給電子線路于這些變化包括電容量和電導量的變化，因而電子線路處理的是容抗和阻抗的綜合變化信號，采用相位檢測技術將這種變化檢測出來，進行處理后繼電器的輸出。VEGA是在原電容測量的基礎上改進為射頻導納測量技術，代表了當今物位測量的新水平。
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(fā)展起來的，防掛料、更可靠、更準確、適用性更廣的物位控制技術，“射頻導納”中“導納”的含義為電學中阻抗的倒數(shù)，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為用高頻測量導納。高頻正弦振蕩器輸出一個穩(wěn)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(tǒng)電容技術的區(qū)別在于測量參量的多樣性、驅(qū)動三端屏蔽技術和增加的兩個重要的電路，這些是根據(jù)在實踐中的寶貴經(jīng)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掛料問題。所增加的兩個電路是高精度振蕩器驅(qū)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，接地點可以被認為在探頭絕緣層的表面，對變送器探頭來說僅表現(xiàn)為一個純電容，隨著容器排料，探桿上產(chǎn)生掛料，而掛料是具有阻抗的。這樣以前的純電容現(xiàn)在變成了由電容和電阻組成的復阻抗，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、準確性和可靠性；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)，但掛料對探頭等效電路中含有電阻，則掛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，產(chǎn)生測量誤差。我們在振蕩器與電橋之間增加了一個驅(qū)動器，使消耗的能量得到補充，因而會穩(wěn)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(fā)展起來的，防掛料(傳感器粘附之物料稱為掛料)性能更好、工作更可靠、測量更準確、適用性更廣的物位控制技術，“射頻導納”中“導納”的含義為電學中阻抗的倒數(shù)，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為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(qū)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，然后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(wěn)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(jīng)過一個增益為“1”、驅(qū)動能力很強的同相放大器，輸出與同軸電纜屏蔽層相連，然后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產(chǎn)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、準確性和可靠性；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(shù)：
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(huán)境溫度：-40～70℃；
5)靈敏度設置：0.5～500pF(可調(diào))；
6)延時時間：0～30秒可調(diào)(開或關)；
7)失電保護模式：低位或高位故障報警，現(xiàn)場可調(diào)。
8)安裝形式：(1)法蘭安裝：按用戶提供的法蘭標準。
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?guī)欤@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。并使用帶泡沫面的換能器。可以提高它的發(fā)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(tǒng)的模塊，輸出4～20mA的模擬信號，可節(jié)省大量電纜；同時還提供HART數(shù)字信號和各種協(xié)議的現(xiàn)場總線的數(shù)字通信功能，和計算機監(jiān)控系統(tǒng)連接非常方便，既可在現(xiàn)場調(diào)試。
四、結(jié)論
水泥廠的物位測量是水泥生產(chǎn)線自動化系統(tǒng)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(xiàn)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產(chǎn)生虛假錯誤信號；可低位或高位故障報警，現(xiàn)場可調(diào)。在品種、標準材料、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。