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射頻導納物位開關工作原理詳細介紹

來源:未知 更新時間:2017-03-06 10:08 點擊:
一、射頻導納物位開關簡介
  射頻導納物位開關由傳感探桿、電子測控單元和防護外殼組成,是根據射頻導納測量原理制造的點動式物位開關。當物位達到預先設置的位置時,傳感探桿產生信號,經電子測控單元處理后的輸出信號可提供繼電器輸出,其標準的雙刀雙擲繼電器接點可控制警鈴、電磁閥或其它低功率設備動作,實現對液體、固體物位的報警和控制。
  該產品為機電一體化產品,用于存放液體或固體顆粒的罐、槽、筒倉或料斗的料位控制及報警。即使在極端惡劣的現場條件下,也能可靠工作,而不受掛料、壓力、材料密度、濕度甚至物料化學特性變化的影響。本產品以其耐惡劣使用環境及高可靠性等特點被成功應用于航天、化工化纖、制藥、食品等軍用和民用領域的料位自動化控制系統。
二、 工作原理及特點
  射頻導納物位開關采用了射頻導納技術,是從電容測量技術發展起來的一種新的物位檢測手段。由于在電路中采用了防掛料技術,所以它比基于電容測量技術的物位開關更可靠、適用性更廣,是電容式物位開關的換代產品。
  射頻導納中導納的含義為電學中阻抗的倒數,它由電阻性成分、電容性成分、感性成分綜合而成。所以,射頻導納測量技術可以理解為用高頻無線電波測量導納。
  與普通電容物位開關相比,射頻導納物位開關的明顯區別在于其三端元件技術。在電路單元測量信號上引出一根線,經同相放大器放大,其輸出與同軸電纜內屏蔽層相連,該屏蔽層最后又連到傳感器的內屏蔽層上。這里的同相放大器是一個增益為“1”,即輸出信號與輸入信號等電位、同相位、同頻率但互相隔離的一種放大器。由于同軸電纜的中心線與內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,相當于二者之間沒有電容或電容等于零。這種消除芯線和屏蔽層間分布電容的方法又被稱為電容“中和”技術。因此,電纜的分布電容的溫度效應、安裝電容等也就不會對測量產生影響。
  為解決傳感器上的掛料問題,采用一種新的五層同心結構。最里層是中心探桿,中間是屏蔽層,最外層是接地的安裝螺紋,它們之間用絕緣層隔離。與同軸電纜的情況一樣,中心探桿與屏蔽層之間沒有電勢差,即使傳感器上掛料阻抗較小,也不會有電流流過,電路測量的只是從傳感器中心到對面罐壁(地)的電流。因為屏蔽層能阻擋電流沿傳感器返回流向容器壁,因而對地電流只能經傳感器末端通過被測物料流到對面容器壁。屏蔽層與容器壁之間盡管存在電勢差,兩者之間因此有電流流過,但該電流不被測量,不影響測量結果。這樣就將測量端保護起來,不受掛料的影響。只有容器中的物料確實上升直到接觸到中心探桿時,通過被測物料,中心探桿與地之間才能形成被測電流。儀器檢測到該電流,產生有效輸出信號。
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