新型射頻導納料位計技術(shù)解決掛料和溫漂問題

射頻導納料位計與靜電容式料位計測量原理類似地方在于，同樣是將傳感器探頭與儲料倉壁面作為電容的兩極，所不同的是靜電容式料位計僅僅電容測量兩極的電容信號值來計算倉體的料位，而射頻導納料位計則在兩極之間施加了RF高頻電流信號，通過測量電容兩極間導納值（阻抗的倒數(shù)）確定料位值。

傳統(tǒng)射頻導納料位計傳感器的探頭以及傳輸信號線均采用了三端屏蔽技術(shù)，即5層同心結(jié)構(gòu)，從里到外依次為中心層、屏蔽層、絕緣層，中心層和屏蔽層與儀表變送器連接，中間由絕緣層將其分開，絕緣層外面是接地的安裝螺紋，即儀表變送器電路的接地端通過儀表安裝螺紋與儲料倉倉壁接通。

掛料對靜電容式料位測量的過程影響在于，當裝有粉煤灰或者活性炭的儲料倉滿料時，由于物料具有導電性，傳感器探頭與料倉壁面之間的回路相當于只存在一只純電容；當儲料倉物料逐漸排出時，傳感器探頭上掛有黏連的物料，掛料對于測量電路來講具有阻抗（既有電容又有電阻），很明顯這些掛料的存在不僅會影響電容值的測量，還會消耗測量回路電壓。以上存在的電容和電阻組成的復合信號稱之為阻抗，其倒數(shù)稱之為導納。

射頻導納料位計在變送器中增加了緩沖放大器的電路，當傳感器探頭上出現(xiàn)掛料時，緩沖放大器會補償回路中損失的電壓，抵消掉掛料阻抗造成的誤差影響。到此時只解決了掛料對電路能量消耗的問題，還存在掛料容抗C掛的問題。由于掛料層的相對測量回路來講，其容抗和阻抗相等，利用公式原理，在電路中可以直接測量得到的掛料層導納值，計算得到掛料層的電容值，從而得到實際的傳感器探頭與料倉壁面之間電容值。

測量信號線是用于探桿中心層與測量電路之間傳輸測量信號的線纜，測量信號線本身存在一定的電容值，隨著溫度變化電容值也會發(fā)生改變，從而最終影響測量的準確性。射頻導納式料位計通過應用三端屏蔽技術(shù)來解決這個問題。測量信號線纜采用五層同心結(jié)構(gòu)，其中屏蔽層連接到測量回路的同相放大器輸入端，增益為“1”，其輸出端與測量信號線的中心層連通，兩者之間電壓、頻率及相位相同，即屏蔽層和中心層之間沒有電流流過，相當于將測量信號線的電容值屏蔽掉，這樣即使因為溫度變化引起測量信號線的電容值變化，也不會影響到最終電容值的測量。

審核編輯 黃昊宇