VEGA射频导纳物位计的应用与选型
作者：admin人气：发表时间：2019-04-04
VEGA射频导纳物位计是目前物位控制器跨世纪的前卫替代产品，在欧美和日本已被广泛应用，国内的用户也在用它替换旧的产品。它可以检测所有物料，而不受物料的密度、颗粒大小、化学成分、沉积粘度和导电特性等参数变化的影响。广泛地应用于液体、粉体、浆体、固体等多种物料的控制。而物位是水泥工业生产过程的主要测量参数，和其他行业不同。在水泥工业中主要是固体物料的物位测量，液位测量则很少。固体物料种类繁多，有块料、颗粒状、粉料，这些物料的介电常数、容重、温度、水分含量也各不相同。接触式测量是过去测量物位的主要手段，如电容式、重锤式、音叉式、阻旋式等测量方法，由于测量时仪表和物料是接触的，在使用过程中往往会出现各种问题，如电容的挂料；重锤的断锤、埋锤；音叉的堵料等，且日常的维护量很大。射频导纳料位计控制器是利用高频技术，射频导纳料位计由电子线路产生一个小功率射频信号于探头上，探头作为敏感元件，将来自物位介电常数引起的信号变化反馈给电子线路于这些变化包括电容量和电导量的变化，因而电子线路处理的是容抗和阻抗的综合变化信号，采用相位检测技术将这种变化检测出来，进行处理后继电器的输出。VEGA是在原电容测量的基础上改进为射频导纳测量技术，代表了当今物位测量的新水平。
一、概述
VEGA射频导纳物位计，是一种从电容式物位控制技术发展起来的，防挂料、更可靠、更准确、适用性更广的物位控制技术，“射频导纳”中“导纳”的含义为电学中阻抗的倒数，它由阻性成分、容性成分、感性成分综合而成，而“射频”即高频，所以射频导纳技术可以理解为用高频测量导纳。高频正弦振荡器输出一个稳定的测量信号濾，利用电桥原理，以测量安装在待测容器中的传感器上的导纳，在直接作用模式下，仪表的输出随物位的升高而增加。
射频导纳技术与传统电容技术的区別在于测量参量的多样性、驱动三端屏蔽技术和增加的两个重要的电路，这些是根据在实践中的宝贵经验改进而成的。上述技术不但解决了连接电缆屏蔽和温漂问题。也解决了垂直安装的传感器根部挂料问题。所增加的两个电路是高精度振荡器驱动器和交流鉴相采样器。
对一个强导电性物料的容器，由于物料是导电的，接地点可以被认为在探头绝缘层的表面，对变送器探头来说仅表现为一个纯电容，随着容器排料，探杆上产生挂料，而挂料是具有阻抗的。这样以前的纯电容现在变成了由电容和电阻组成的复阻抗，从而引起两个问题。
射频导纳技术由于引入了除电容以外的测量参量，尤其是电阻参量，使得仪表测量信号信噪比上升，大幅度地提高了仪表的分辨力、准确性和可靠性；测量参量的多样性也有力地拓展了仪表的可靠应用领域。
物料本身对探头相当于一个电容，它不消耗变送器的能量，(纯电容不耗能)，但挂料对探头等效电路中含有电阻，则挂料的阻抗会消耗能量，从而将振荡器电压拉下来；导致桥路输出改变，产生测量误差。我们在振荡器与电桥之间增加了一个驱动器，使消耗的能量得到补充，因而会稳定加在探头的振荡电压。
二、射频导纳物位计测量原理和主要技术因素
VEGA射频导纳物位控制技术是一种从电容式物位控制技术发展起来的，防挂料(传感器粘附之物料称为挂料)性能更好、工作更可靠、测量更准确、适用性更广的物位控制技术，“射频导纳”中“导纳”的含义为电学中阻抗的倒数，它由阻性成份、容性成份、感性成份综合而成，而“射频”即高频，所以射频导纳技术可以理解为用高频电流测量导纳的方法。
点位射频导纳技术与电容技术的重要区别是采用了三端技术和测量参量的多样性。电路单元中心端测量信号与同轴电缆中心线连接，然后连接到传感器中心端上。同时同轴电缆屏蔽层悬浮在一个幅度非常小又非常稳定的，但与测量信号等电位、同相位、同频率、但又没有直接电气关系即互相隔离的电平上，其效果相当于，测量信号经过一个增益为“1”、驱动能力很强的同相放大器，输出与同轴电缆屏蔽层相连，然后再连到传感器的屏蔽层上。地线是电缆中另一条独立的导线。由于同轴电缆的中心线与外层屏蔽存在上述关系，所以二者之间没有电位差，也就没有电流流过，即没有电流从中心线漏出来，相当于二者之间没有电容或电容等于零。因此电缆的温度效应，安装电容等也就不会产生影响。
射频导纳技术由于引入了除电容以外的测量参量，尤其是电阻参量，使得仪表测量信号信噪比上升，大幅度地提高了仪表的分辨力、准确性和可靠性；测量参量的多样性也有力地拓展了仪表的可靠应用领域。
主要技术参数：
1)电源电压：220CAC±15％50Hz；24VDC±5％；
2)消耗功率：4w；
3)输出信号：继电器输出双刀双掷(DP/DT)；SA(阻性)、220VAC；
4)环境温度：-40～70℃；
5)灵敏度设置：0.5～500pF(可调)；
6)延时时间：0～30秒可调(开或关)；
7)失电保护模式：低位或高位故障报警，现场可调。
8)安装形式：(1)法兰安装：按用户提供的法兰标准。
三、VEGA射频导纳物位计的选型
在水泥工厂，在水泥厂和粉磨站水泥库一般有4～8个，在水泥厂还有生料均化库和粉煤灰库，这些物料全是粉料，非常难测其料位，应选用量程大的换能器，提高声波的强度。减小粉尘对它的影响。并使用带泡沫面的换能器。可以提高它的发射强度和灵敏度，同时利用震动增强自清洁能力。
射频导纳物位计选用二线制供电，可直接接控制系统的模块，输出4～20mA的模拟信号，可节省大量电缆；同时还提供HART数字信号和各种协议的现场总线的数字通信功能，和计算机监控系统连接非常方便，既可在现场调试。
四、结论
水泥厂的物位测量是水泥生产线自动化系统一个重要组成部分。射频导纳物位计的应用解除了人们对水泥厂的物位测量的疑虑，现有射频导纳物位计的抗粘附电路设计，可以消除物料的粘附而产生虚假错误信号；可低位或高位故障报警，现场可调。在品种、标准材料、耐压、耐高温；防爆等方面都能满足水泥厂检测和控制的要求。
