射頻電容式液位計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)
1電容式液位計(jì)指示不準(zhǔn)的原因
某化工建廠以來(lái)一直是用江蘇久久儀表有限公司生產(chǎn)的電容式液位計(jì)進(jìn)行測(cè)量的。雖然也有一定的弱點(diǎn)：一是電極外套的絕緣材料PTFE是南四氟乙烯聚合而成的高分子 料，其應(yīng)用環(huán)境溫度一般不大于1 20 C，當(dāng)把它置十溫度接近200℃的介質(zhì)中工作時(shí)，耐壓等級(jí)兒乎為零。而葉l壓分解器L 1 0 2控制溫度為158～180℃，控制 力為1．7Mpa．已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了電極外套所要求的工作環(huán)境。二是因所測(cè)到的電容與物料的高度成正比。當(dāng)物位升高后假如又回落下去，則探頭可能會(huì)有掛料，這會(huì)導(dǎo)致電容值加大，如果是導(dǎo)電液體情況會(huì)更嚴(yán)重，產(chǎn)生很人的誤差。i是探頭到電路單元之 的連接電纜相當(dāng)一個(gè)較大的電容，而且隨溫度變化，兒其是在物料介質(zhì)常數(shù)較小信號(hào)較弱的場(chǎng)俞，這些誤差將會(huì)很大。而射頻導(dǎo)納技術(shù)就能克服上述缺點(diǎn)。
2射頻導(dǎo)納的原理
射頻導(dǎo)納是一種從電容式發(fā)展起來(lái)的防掛料更可靠、更準(zhǔn)確、使用性更廣的液位測(cè)量技術(shù)，射頻就是高頻無(wú)線電波譜，導(dǎo)納為阻抗的倒數(shù)，它是電阻忡成分、電容性成分、電感性成分綜合而成。射頻導(dǎo)納可以簡(jiǎn)單理解為用高頻無(wú)線電波譜測(cè)量導(dǎo)納。
3射頻導(dǎo)納液位計(jì)的特點(diǎn)
（1）地線是電纜巾另一條獨(dú)立的導(dǎo)線。由于同軸電纜的中心線與外層屏蔽存在上述關(guān)系，所以二者之 沒(méi)有電位差，也就沒(méi)仃電流流過(guò)， 即沒(méi)有電流從巾心線漏出來(lái)，相當(dāng)于二首之間沒(méi)有電容或電容等十零。因此電纜的溫度效應(yīng)，安裝電容等也就不會(huì)產(chǎn)牛影響。（2）射頻導(dǎo)納液位計(jì)不但檢測(cè)電容還檢測(cè)電阻與電感，這與電容式液位計(jì)相比增加了可靠性與準(zhǔn)確性。（3）為了解決傳感器根部掛料的問(wèn)題，新增加了震蕩緩沖器和交流變換斬波驅(qū)動(dòng)器兩個(gè)電路。振蕩緩沖器補(bǔ)充由于粘結(jié)層或滲透層阻抗所損失的能量，而斬波驅(qū)動(dòng)器與斬波器一起來(lái)確保*后得到的電容值與真實(shí)物位相符的真實(shí)值。（4）由測(cè)量電極和智能變送器兩部分組成，其通訊協(xié)議采用了HART協(xié)議。可用HART通訊器或用供貨商專門提供的專用軟件通過(guò)專用的MODEM用計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)變送器進(jìn)行通訊進(jìn)行零點(diǎn)及量程標(biāo)定等?？勺晕覚z測(cè)和遠(yuǎn)程通訊，這使得儀表標(biāo)定更加方便，維護(hù)量幾乎為零。
4射頻導(dǎo)納液位計(jì)應(yīng)用實(shí)例
1999年1月九江石化總廠把此表應(yīng)用到其尿素工段中壓分解器L102、二段真空分解器L107上，經(jīng)運(yùn)行表明，幾乎沒(méi)出現(xiàn)過(guò)故障， 跟蹤靈敏， 指示準(zhǔn)確。河北滄州大化已在H2SO4、HNO3等不同介質(zhì)的測(cè)量中應(yīng)用了十幾套，經(jīng)幾年運(yùn)行也都非常穩(wěn)定。
從以上對(duì)此表的分析可知，應(yīng)該說(shuō)技術(shù)比較，可靠性與準(zhǔn)確性高，故障率低，維護(hù)量小。它克服了以前所用電容式液位計(jì)的一些缺點(diǎn)，適用于在中壓分解器L1 02上運(yùn)行。
5注意事項(xiàng)
因射頻導(dǎo)納液位計(jì)是智能型的，其本身運(yùn)用了微處理器技術(shù)，采用了HART通訊協(xié)議，所以在應(yīng)用的過(guò)程中以下幾個(gè)方面應(yīng)引起注意：（1）防靜電：（2）防干擾：（3）要想使變送器與PC機(jī)或通訊器之間的通訊能順利進(jìn)行，通訊電纜應(yīng)符合該表說(shuō)明書中的要求：（4）應(yīng)注意電纜的分布電容對(duì)通訊的影響，對(duì)距離較長(zhǎng)的信號(hào)傳送應(yīng)選用分布電容較低的電纜。
6綜述
射頻導(dǎo)納液位計(jì)是一種高可靠性、免維護(hù)的液位計(jì)，安裝非常簡(jiǎn)單，既可螺紋安裝又可法蘭連接，尤其對(duì)于各種復(fù)雜惡劣的場(chǎng)合，其通用性是非常高的，其支持HART協(xié)議的智能式物位變送器更顯示出***的性能（1）遠(yuǎn)距標(biāo)定：可以在控制回路中的任何一點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定。（2）較高的準(zhǔn)確度：可以進(jìn)行各種測(cè)量補(bǔ)償而得到較高的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。（3）永久保存數(shù)據(jù)，不怕斷電丟失。（4）可以進(jìn)行容器參考標(biāo)定而不象模擬儀表那樣必須將探頭頂端視作零點(diǎn)。（5）物位的任意兩點(diǎn)標(biāo)定：只需要兩個(gè)基本點(diǎn)相距大于1 0％ 的任意物位點(diǎn)就可以進(jìn)行標(biāo)定，而且不分高低順序。

電容式物位傳感器是根據(jù)圓筒電容器原理進(jìn)行工作的。其結(jié)構(gòu)如同2個(gè)長(zhǎng)度為L(zhǎng) 、半徑分別為R和r的圓筒型金屬導(dǎo)體，中間隔以絕緣物質(zhì)，當(dāng)中間所充介質(zhì)是介電常數(shù)為ε1的氣體時(shí)，兩圓筒的電容量為：
　　C1 = 2πε1L/R(㏑ R/r) (1) 如果電極的一部分被介電常數(shù)為ε2的液體（非導(dǎo)電性的）浸沒(méi)時(shí)，則會(huì)有電容量的增量△C 產(chǎn)生（因ε2>ε1），此時(shí)兩極間的電容量C=C1+△C。假如電極被浸沒(méi)長(zhǎng)度為l，則電容增量為：
　　△C = 2π(ε2 - ε1)ι / (㏑ R/r) （2）
　　當(dāng)ε2、ε1、R、r不變時(shí)，電容量增量△C與電極浸沒(méi)的長(zhǎng)度l 成正比，因此測(cè)出電容增量數(shù)值便可知道液位高度。
　　如果被測(cè)介質(zhì)為導(dǎo)電性液體時(shí)，電極要用絕緣物（如聚乙烯）覆蓋作為中間介質(zhì)，而液體和外圓筒一起作為外電極。假設(shè)中間介質(zhì)的介電常數(shù)為ε3，電極被浸沒(méi)長(zhǎng)度為l，則此時(shí)電容器所具有的電容量為：
　　C = 2πε3ι/ (㏑ R/r) （3）
　　其中：R 和r 分別為絕緣覆蓋層外半徑和內(nèi)電極外半徑。由于ε3 為常數(shù)，所以C 與l 成正比。
防腐型電容式液位計(jì)安裝注意事項(xiàng)：
1、變送器采用電容測(cè)量原理，探極線的外絕緣層為耐高溫、耐腐蝕、抗老化且化學(xué)穩(wěn)定性極高的聚四氟乙烯材料，正常工作中與被測(cè)液體之間處于絕緣狀態(tài)。安裝時(shí)一定注意保護(hù)好探極線的外絕緣層，一旦損傷，將導(dǎo)致使用壽命縮短或安裝失敗。
探極線安裝結(jié)束后，使其全部浸入液體時(shí)，控極線與液體（或金屬容器外壁）的絕緣電阻應(yīng)＞20MΩ（用數(shù)字萬(wàn)用表20MΩ檔測(cè)量），測(cè)量絕緣電阻時(shí)，應(yīng)將探極線與變送器的連接暫時(shí)斷開(kāi)。
2、變送器露天安裝時(shí)，探極線不能裸露于容器以處，以免雨天探極線著水出現(xiàn)測(cè)量誤差。
3、變送器的外殼或接線盒下部的不銹鋼過(guò)程連接部件，必須可靠與容器外壁連接（接地），其接觸電阻不能大于2Ω。
4、在正常工作中，探極線在容器內(nèi)不能有較大的擺動(dòng)幅度，否則會(huì)出現(xiàn)信號(hào)不穩(wěn)定現(xiàn)象。
5、探級(jí)線安裝時(shí)，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離容器內(nèi)壁，zui小距離不能＜100mm.當(dāng)受到條件***，距離＜100mm時(shí)，探極線與容器壁的距離必須保證相對(duì)固定。
6、對(duì)單線軟探極，多余部分可通過(guò)過(guò)程連接件上端拉出后剪掉，然后擰緊螺栓，而雙絞線探極，多余部分可盤扎在被測(cè)液面以上，不允許將多余部分盤繞在容器底部有效測(cè)量段。