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射頻導(dǎo)納的概念及射頻導(dǎo)納料位開關(guān)的選型
2020-12-22
隨著電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，射頻物位檢測(cè)技術(shù)得到了迅速發(fā)展，并由電容式產(chǎn)品發(fā)展到導(dǎo)納式產(chǎn)品，能夠?qū)Σ煌r下容器內(nèi)的介質(zhì)進(jìn)行料位測(cè)量。但仍有不少用戶不了解什么是射頻導(dǎo)納，更不知道射頻導(dǎo)納如何具體選型。為此，本文就射頻導(dǎo)納的概念及射頻導(dǎo)納料位開關(guān)的選型進(jìn)行簡單介紹。
一、射頻導(dǎo)納的概念
射頻導(dǎo)納技術(shù)主要通過檢測(cè)物質(zhì)的介電常數(shù)和電導(dǎo)率達(dá)到檢測(cè)液位的目的。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)的電導(dǎo)率較大時(shí)，電容式產(chǎn)品會(huì)由于被測(cè)介質(zhì)粘附在傳感器上而產(chǎn)生誤差。但導(dǎo)納式產(chǎn)品通過同時(shí)檢測(cè)電容和電阻可以消除這種誤差。
導(dǎo)納作為一個(gè)物理概念是阻抗的倒數(shù)，由于實(shí)際過程中很少有電感，因而這里的導(dǎo)納實(shí)際上就是電容與電阻。
為了準(zhǔn)確地測(cè)量物位，還需要適當(dāng)?shù)纳漕l(RF)信號(hào)，其頻率范圍一般為15～400kHz。因此把這種測(cè)量物位的技術(shù)稱之為射頻導(dǎo)納。
二、射頻導(dǎo)納料位開關(guān)的選型
由于實(shí)際工況千差萬別，差異很大，為使所選購的射頻導(dǎo)納料位開關(guān)與現(xiàn)場工況更匹配，測(cè)量更準(zhǔn)確。用戶在采購射頻導(dǎo)納料位開關(guān)時(shí)，應(yīng)注意從以下幾個(gè)方面做好射頻導(dǎo)納料位開關(guān)的選型工作。
1．介質(zhì)屬性
首先，測(cè)量介質(zhì)應(yīng)具有一定的介電常數(shù)，射頻導(dǎo)納物位開關(guān)僅能用于介電常數(shù)≥1.6的物位測(cè)量。其次，射頻導(dǎo)納物位開關(guān)為接觸性測(cè)量，故被測(cè)物料不能過大，以免射頻導(dǎo)納探頭被砸彎損壞。再次，在測(cè)量非導(dǎo)電性介質(zhì)時(shí)，應(yīng)盡量選用帶有絕緣層的探頭，以防介質(zhì)中混進(jìn)腐蝕性物質(zhì)，腐蝕測(cè)量探頭。對(duì)于絕緣式探頭，應(yīng)考慮介質(zhì)的溫度與壓力影響。但溫度與壓力有一個(gè)對(duì)應(yīng)的曲線范圍，不在曲線范圍內(nèi)工作則介質(zhì)會(huì)破壞絕緣層，使介質(zhì)通過絕緣層滲透到探桿處結(jié)晶，影響測(cè)量結(jié)果。另外，在直徑很大的非導(dǎo)電介質(zhì)容器中，可以選用帶輔助電極的探頭以提高測(cè)量的準(zhǔn)確度，或者盡量安裝在容器的邊緣，以提高測(cè)量靈敏度。最后，物料具有很高的黏度時(shí)，物料在探桿與接地管參考電極之間的流動(dòng)速度受到限制，使得管中物位不能真正代表罐中實(shí)際物位，此時(shí)選用該種儀表應(yīng)慎重。
2．插入深度
射頻導(dǎo)納料位開關(guān)是點(diǎn)位接觸性測(cè)量，在安裝位置確定的情況下，需要根據(jù)罐體的情況選擇合適的插入深度及保護(hù)極長度。插入深度是儀表能否精準(zhǔn)測(cè)量物位的關(guān)鍵，一般以探頭能完全接觸到物料為宜，插入深度的長短也取決于儀表是否會(huì)被物料沖擊所影響、損壞等等。
3．過程溫度及壓力
不同的工況對(duì)溫度的要求不同，所以根據(jù)現(xiàn)場具體要求選擇與物位開關(guān)相匹配的溫度就顯得頗為必要。如果儀表工作的環(huán)境較高，選擇與之相適應(yīng)的溫度的物位開關(guān)即可。
首先，受探頭材料限制，當(dāng)溫度大于260℃時(shí)，需選用超高溫型射頻導(dǎo)納物位開關(guān)，計(jì)為自動(dòng)化設(shè)計(jì)的超高溫型射頻導(dǎo)納料位開關(guān)，耐溫高達(dá)400℃，能滿足大部分工業(yè)環(huán)境的需求。其次，受限于探頭的制造工藝，探頭耐壓一般在2MPa以內(nèi)，射頻導(dǎo)納料位開關(guān)基本都應(yīng)用于常壓或者微壓環(huán)境。
4．過程連接
過程連接是儀表安裝在罐體、管道等設(shè)備上的關(guān)鍵部件，一般分為螺紋、法蘭、卡箍三大類別。在選擇過程連接時(shí)，需要根據(jù)現(xiàn)場需求來選擇、定制合適尺寸、厚度和材料的過程連接相匹配。
5．防護(hù)功能和保護(hù)極長度
如果現(xiàn)場為粉塵或濕度較大的環(huán)境，應(yīng)選擇防護(hù)等級(jí)較高的射頻導(dǎo)納料位開關(guān)，避免因密封不佳影響儀表性能。計(jì)為射頻導(dǎo)納料位開關(guān)的防護(hù)等級(jí)為IP66，能夠滿足用戶現(xiàn)場需求。
此外，如果現(xiàn)場應(yīng)用工況較為惡劣，如應(yīng)用于電廠輸灰系統(tǒng)的灰斗時(shí)，為減少物料沖擊造成探頭損壞，應(yīng)選擇加裝不銹鋼保護(hù)套管的射頻導(dǎo)納料位開關(guān)，通常保護(hù)極長度須深入料倉內(nèi)部50mm以上。計(jì)為Cape-11P防護(hù)型射頻導(dǎo)納料位開關(guān)的保護(hù)極長度一般為300mm和590mm兩種，當(dāng)然，也可根據(jù)用戶需求定制。
一、射頻導(dǎo)納的概念
射頻導(dǎo)納技術(shù)主要通過檢測(cè)物質(zhì)的介電常數(shù)和電導(dǎo)率達(dá)到檢測(cè)液位的目的。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)的電導(dǎo)率較大時(shí)，電容式產(chǎn)品會(huì)由于被測(cè)介質(zhì)粘附在傳感器上而產(chǎn)生誤差。但導(dǎo)納式產(chǎn)品通過同時(shí)檢測(cè)電容和電阻可以消除這種誤差。
導(dǎo)納作為一個(gè)物理概念是阻抗的倒數(shù)，由于實(shí)際過程中很少有電感，因而這里的導(dǎo)納實(shí)際上就是電容與電阻。
為了準(zhǔn)確地測(cè)量物位，還需要適當(dāng)?shù)纳漕l(RF)信號(hào)，其頻率范圍一般為15～400kHz。因此把這種測(cè)量物位的技術(shù)稱之為射頻導(dǎo)納。
二、射頻導(dǎo)納料位開關(guān)的選型
由于實(shí)際工況千差萬別，差異很大，為使所選購的射頻導(dǎo)納料位開關(guān)與現(xiàn)場工況更匹配，測(cè)量更準(zhǔn)確。用戶在采購射頻導(dǎo)納料位開關(guān)時(shí)，應(yīng)注意從以下幾個(gè)方面做好射頻導(dǎo)納料位開關(guān)的選型工作。
1．介質(zhì)屬性
首先，測(cè)量介質(zhì)應(yīng)具有一定的介電常數(shù)，射頻導(dǎo)納物位開關(guān)僅能用于介電常數(shù)≥1.6的物位測(cè)量。其次，射頻導(dǎo)納物位開關(guān)為接觸性測(cè)量，故被測(cè)物料不能過大，以免射頻導(dǎo)納探頭被砸彎損壞。再次，在測(cè)量非導(dǎo)電性介質(zhì)時(shí)，應(yīng)盡量選用帶有絕緣層的探頭，以防介質(zhì)中混進(jìn)腐蝕性物質(zhì)，腐蝕測(cè)量探頭。對(duì)于絕緣式探頭，應(yīng)考慮介質(zhì)的溫度與壓力影響。但溫度與壓力有一個(gè)對(duì)應(yīng)的曲線范圍，不在曲線范圍內(nèi)工作則介質(zhì)會(huì)破壞絕緣層，使介質(zhì)通過絕緣層滲透到探桿處結(jié)晶，影響測(cè)量結(jié)果。另外，在直徑很大的非導(dǎo)電介質(zhì)容器中，可以選用帶輔助電極的探頭以提高測(cè)量的準(zhǔn)確度，或者盡量安裝在容器的邊緣，以提高測(cè)量靈敏度。最后，物料具有很高的黏度時(shí)，物料在探桿與接地管參考電極之間的流動(dòng)速度受到限制，使得管中物位不能真正代表罐中實(shí)際物位，此時(shí)選用該種儀表應(yīng)慎重。
2．插入深度
射頻導(dǎo)納料位開關(guān)是點(diǎn)位接觸性測(cè)量，在安裝位置確定的情況下，需要根據(jù)罐體的情況選擇合適的插入深度及保護(hù)極長度。插入深度是儀表能否精準(zhǔn)測(cè)量物位的關(guān)鍵，一般以探頭能完全接觸到物料為宜，插入深度的長短也取決于儀表是否會(huì)被物料沖擊所影響、損壞等等。
3．過程溫度及壓力
不同的工況對(duì)溫度的要求不同，所以根據(jù)現(xiàn)場具體要求選擇與物位開關(guān)相匹配的溫度就顯得頗為必要。如果儀表工作的環(huán)境較高，選擇與之相適應(yīng)的溫度的物位開關(guān)即可。
首先，受探頭材料限制，當(dāng)溫度大于260℃時(shí)，需選用超高溫型射頻導(dǎo)納物位開關(guān)，計(jì)為自動(dòng)化設(shè)計(jì)的超高溫型射頻導(dǎo)納料位開關(guān)，耐溫高達(dá)400℃，能滿足大部分工業(yè)環(huán)境的需求。其次，受限于探頭的制造工藝，探頭耐壓一般在2MPa以內(nèi)，射頻導(dǎo)納料位開關(guān)基本都應(yīng)用于常壓或者微壓環(huán)境。
4．過程連接
過程連接是儀表安裝在罐體、管道等設(shè)備上的關(guān)鍵部件，一般分為螺紋、法蘭、卡箍三大類別。在選擇過程連接時(shí)，需要根據(jù)現(xiàn)場需求來選擇、定制合適尺寸、厚度和材料的過程連接相匹配。
5．防護(hù)功能和保護(hù)極長度
如果現(xiàn)場為粉塵或濕度較大的環(huán)境，應(yīng)選擇防護(hù)等級(jí)較高的射頻導(dǎo)納料位開關(guān)，避免因密封不佳影響儀表性能。計(jì)為射頻導(dǎo)納料位開關(guān)的防護(hù)等級(jí)為IP66，能夠滿足用戶現(xiàn)場需求。
此外，如果現(xiàn)場應(yīng)用工況較為惡劣，如應(yīng)用于電廠輸灰系統(tǒng)的灰斗時(shí)，為減少物料沖擊造成探頭損壞，應(yīng)選擇加裝不銹鋼保護(hù)套管的射頻導(dǎo)納料位開關(guān)，通常保護(hù)極長度須深入料倉內(nèi)部50mm以上。計(jì)為Cape-11P防護(hù)型射頻導(dǎo)納料位開關(guān)的保護(hù)極長度一般為300mm和590mm兩種，當(dāng)然，也可根據(jù)用戶需求定制。
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