傳統的電容式物位計,隨著物位上漲、物料覆蓋探頭,電路中探頭和介質之間的電容值(導電物料場合)或者探頭和管壁之間的電容值(絕緣物料場合)隨之增加。由于物位的變化引起了電容橋的失衡,因此電容值的變化取決于被測物料的介電常數。然后通過對信號的檢波、放大,最后輸出相應的信號。然而,電容式物位儀表有一些缺點,特別是當探頭有掛料的時候會嚴重影響測量結果。
射頻導納測量技術是具有獨特優勢的物位測量技術,能夠實現阻抗和容抗的單獨測量。通過物理定律計算可得,任何掛料的阻抗和容抗的大小是相等的,所以由掛料產生的影響能夠被測量出來并且通過振蕩電路的移相,從總的輸出中消除。
射頻導納技術測量結果精度高,并且不受探頭掛料的影響,是目前使用場合最廣泛的一種測量技術。
應用范圍
電廠:煤堆、原煤倉、燃料倉、蓄水池、廢氣凈化罐、倉泵、灰庫、油箱等
化工:蒸餾塔、原料和中間體料倉、反應罐、氨水罐、有毒液體罐、固體料倉、分離器等
石化:輸油管道、蒸餾塔、濃縮罐、液化氣罐、氨水罐、汽鼓、煉油廠油庫、電脫界面、瀝青罐等
水和水處理:蓄水池、污水池、水處理罐、沉淀池、消化塔、輸氣管道、深井、飲用水網絡等
水泥:石料倉、生料倉、水泥倉、煤粉倉、爐渣存儲倉等
冶金:礦石料倉、礦石粉碎機、原料倉、輔料倉、高爐、氧化鋁粉倉、電解池緩沖罐等
油田:原油或成品油儲罐、三相分離器、沉降罐、污水罐(池)及油水界面、鉆探泥漿罐等
造紙:原料倉、儲料塔、干燥鼓等
其他:采石場、食品、制藥、環保、造船等行業
主要特點
抗掛料 獨特的單獨測量阻抗和容抗設計提高了抗掛料能力
適應性強 探頭使用溫度范圍:-100℃~500℃
量程范圍 最小測量量程可達幾厘米
最大測量量程可達數百米
界面測量 適合測量油水界面和氣液界面
不粘粘 適合測量粘稠性物料,探頭無掛料
穩定性高 穩定可靠的輸出,耐飛灰、落料、水汽、結晶、結蠟影響
免維護 無活動、無易磨損部件,無需經常清潔、保養、調試
概述
FED700系列射頻導納物位計為通用型物位計用于連續物位的測量,產品應用于工礦現場,適用于大多數應用場合,儀表由一個電路單元一套防爆外殼和桿式或纜式傳感元件組成,傳感器有多種型號可選,儀表可選整體或分體安裝。
射頻導納物位計的概述測量原理
射頻導納物位計是一種從電容式發展起來的、防掛料、更可靠、更準確、適用性更廣的新型物位控制技術,是電容式物位技術的升級。所謂射頻導納,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,而射頻即高頻無線電波譜,所以射頻導納可以理解為用高頻無線電波測量導納。射頻導納物位計工作時,儀表的傳感器與灌壁及被測介質形成導納值,物位變化時,導納值相應變化,電路單元將測量導納值轉換成物位信號輸出,實現物位測量。
對于連續測量,射頻導納技術與傳統電容技術的區別除了上述講過的以外,還增加了兩個很重要的電路,這是根據導電掛料實踐中的一個很重要的發現改進而成的。上述技術在這時同樣解決了連接電纜問題,也解決了垂直安裝的傳感器根部掛料問題。鎖增加的兩個電路是振蕩器緩沖器和交流變換斬波器驅動器。
對一個強導電性被測介質的容器,由于被測介質是導電的,接地點可以被認為在探頭絕緣層的表面,對變送器來說僅表現為一個純電容。隨著容器排料,探桿上產生掛料,而掛料是具有阻抗的。這樣以前的純電容現在變成了由電容和電阻組成的復阻抗,從而引起兩個問題。
第一個問題是液位本身對探頭相當于一個電容,它不消耗變送器的能量,(純電容不耗能)。但掛料對探頭等效電路中含有電阻,則掛料的阻抗會消耗能量,從而將振蕩器電壓拉下來,導致橋路輸出改變,產生測量誤差。我們在振蕩器與電橋之間增加了一個緩沖放大器,使消耗的能量得到補充,因而不會降低加在探頭的振蕩電壓。
第二個問題是對于導電被測介質,探頭絕緣層表面的接地點覆蓋了整個被測介質及掛料區,使有效測量電容擴展到掛料的頂端。這樣便產生掛料誤差,且導電性越強誤差越大。但任何被測介質都不是完全導電的。從電學角度來看,掛料層相當于一個電阻,傳感元件被掛料覆蓋的部分相當于一條由無數個無窮小的電容和電阻元件組成的傳輸線。根據數學理論,如果掛料足夠長,則掛料的電容和電阻部分的阻抗相等。因此根據對掛料阻抗所產生的誤差研究,又增加一個交流驅動器電路。該電路與交流變換器或同步檢測器一起就可以分別測量電容和電阻。由于掛料的阻抗和容抗相等,則測得的總電容相當于C+C掛料,再減去與C 掛料相等的電阻R,就可以實際測量真實值,從而排除掛料的影響。
即C測量=C+C掛料
C=C測量—C掛料
=C測量— R
這些,多參量的測量,是必須得基礎,交流鑒相采樣器是實現的手段。由于使用了上述三項技術,使得射頻導納技術在現場應用中展現出非凡的生命力。
特點
通用性強:可測量液位及料位,可滿足不同溫度、壓力、介質的測量要求,并可應用于腐蝕、沖擊等惡劣場合
防掛料 :獨特的電路設計和傳感器結構,使其測量可以不受傳感器掛料影響,無需定期清潔,避免誤測量。
免維護 :測量過程無可動部件,不存在機械部件損壞問題,無須維護。
抗干擾 :接觸式測量,抗干擾能力強,可克服蒸汽、泡沫及攪拌對測量的影響。
準確可靠:測量量多樣化,使測量更加準確,澤良不受環境變化影響,穩定性高,使用壽命長。
射頻導納物位計的典型應用
導電、絕緣液體………………………化工、油田、水及污水處理
導電、絕緣漿體………………………造紙、制藥、水及污水處理
粉末:灰、粉…………………………電廠、冶金、水泥
顆粒:煤、糧食………………………電廠、冶金、糧食
界面:不同兩種液體…………………油田、化工
性能指標
供電:18V—30VDC 火花防護(對傳感器):內置火花防護電路
輸出:4—20MA 電氣接口:M20×1.5
輸出方式:物位方式或距離方式 電纜:分體式電子單元與傳感器之間的專用連精度:±1% ±0.5% 接電纜 標準5m,最長50m
環境溫度:-40℃~70℃ 過程連接:NPT螺紋安裝(標準)
介質溫度:-100℃~260℃ 法蘭安裝(可選)
最大負載:24VDC 350Ω 外殼防護:IP66
負載影響:0.2%(0————最大負載) 防爆:EXID Ⅱ CT4
響應時間:0.5s(表尊) 0.5~30s(可調)
量程:最大15000PF,最大距離100m(不同傳感器最大量程不同)
FED700 | 連續物位計 | |||||
| 電源 | |||||
A | 24VDC兩線制 | |||||
| 應用范圍 | |||||
2 | 普通介質 | |||||
3 | 強導電介質 | |||||
| 作用方式 | |||||
4 | 物位方式 | |||||
5 | 距離方式 | |||||
| 傳感器 | 見FED700傳感器選型表 | ||||
安裝方式 |
| |||||
I | 整體安裝 | |||||
R | 分體安裝 | |||||
| 防爆 | |||||
E | 有 | |||||
Z | 無 |
傳感器選型
型號 | 溫度壓力 | 最大長度 | 傳感 器材質 | 傳感 器外形 | 安裝尺寸 | 應用 |
C21 | 230℃/3Mpa | 5m | 304ss(其他可選)/TFE | 直徑:18mm 兩級桿式 | 3/4”NPT 1”NPT(可選) | 中溫中壓 一般應用導電 液體、漿體、顆粒 |
C22 | 200℃/3Mpa | 20m | 304ss(其他可選)/FEP | 直徑:2.7mm 兩級纜式 | 3/4”NPT
| 大量程 導電液體、界面 |
C23 | 120℃/3Mpa | 30m | 304ss(其他可選)/PVDF | 直徑:8mm 兩級纜式 | 3/4”NPT | 大量程 中等黏度導電液體及粉末 |
C24 | 200℃/常壓 | 直徑40mm 15m 直徑8mm 30m | 304ss(其他可選)/TFE | 直徑:4mm/8mm 兩級纜式 | 3/4”NPT | 大量程絕緣粉末 |
C25 | 200℃/2Mpa | 5m | 304ss(其他可選)/FEP | 直徑:12mm 兩級桿式 | 3/4”NPT | 酸堿 強腐蝕 法蘭安裝 |
安裝說明
在非金屬容器、非線性應用中,還應加裝輔助參考地級。
當使用軟纜裸探頭用來測量絕緣物料時(如煤粉倉),要求安裝管座的高度一定要小于探頭硬桿部分的長度,保證硬桿部分露出安裝管。防止探頭在倉
內晃動造成對地短路。且安裝管做和鋼筋骨架應連接在一起。
一、概述及應用:變送器由檢測、變送兩部份組成。檢測部份由探頭、保護套、傳感器組成;變送部份由振蕩器、解調器、放大器、電壓電流轉換、指示表、外殼等組成。振蕩器產生100KHz的射頻電壓,加在一個由電感和電容組成的電橋上,其中用于補償同軸電纜的分布電容,是傳感器和被測物料及容器之間形成的電容,在初始狀態下,調整可變電容的大小,使電橋平衡,則輸送給解調器的電壓將為零,當容器中的物位發生變化上升時,容量增大,電橋失去平衡,這時輸送給解調器的電壓將不為零,且正比于電橋不平衡度,由物位變化引起的信號變化,經解調器、放大器處理,轉換成與被測物位成線性的4~20mADC電流,遠傳至控制室集中控制、記錄,實現工藝流程的自動控制。
可廣泛用于石油、化工、冶金、醫藥、電力、食品、造紙等工業領域的液位料位連續測量。二、產品特點獨特的電路設計:能可靠的測量幾乎所有的過程介質物位,而不受傳感器上溫度、濕度的變化影響。射頻導納技術:高可靠性、通用性、沒有易損的可動部件,因而使用壽命長。使用范圍廣:幾乎用于所有場合的液位、顆粒狀材料、粘稠材料、混合介質測量。量程范圍大:50mm~30m可供選用。安裝簡單方便:調試方便、成本低、無須另設旁路管道、密封材料和各種閥門,可全部采用頂置安裝。
三、技術參數
安裝方法:螺紋:螺紋一體化安裝、螺紋分體式安裝 法蘭:法蘭一體化安裝、法蘭分體式安裝測量范圍H(m):(0.05m~30m范圍內可任意選用)工作壓力(MPa):1.6、2.5、4.0、6.3、16.0、32.0連接方法:螺紋標準:1″1/2″ NPT M39×2可按用戶提供螺紋制造接液材質:探頭316L、1Cr18Ni9Ti螺紋法蘭:316、1Cr18Ni9Ti工作溫度:–80~+350℃精確度:±0.5%輸入電壓:額定電壓24VDC最低輸入電壓11.5VDC最高輸入電壓36VDC輸出信號:4~20mA二線制負載電阻:額定負載電阻250Ω環境溫度:–40~+75℃電氣接口:M20×1.5內螺紋相對濕度:≤85%防爆標志:隔爆型
四、選型:
電極參數
長度:由用戶指定A、B、M、N、P型電極,最長4175毫米;
D、H、I型電極,最長30米。
電極選件
A、D、E型電極僅用于非導電介質。在玻璃纖維或帶內襯的容器上使用時,應采用輔助接地桿或同軸套筒
電極型式 | 安裝方式 | 材質 | 壓力 | 溫度 |
A | 3/4"NPT | 316S.S | 3.51kg/cm2 | 121°C |
B | 3/4"NPT | Teflon/S.S | 3.51kg/cm2 | 121°C |
D | 11/4"NPT | 316S.S | 常壓 | 121°C |
E | 11/4"NPT | Teflon/S.S | 常壓 | 121°C |
H | 11/4"NPT | Teflon/S.S | 常壓 | 121°C |
I | 11/4"NPT | Teflon/S.S | 3.51kg/cm2 | 121°C |
M | 3/4"NPT | PVC/S.S | 3.51kg/cm2 | 60°C |
N | 1"衛生 | Teflon/S.S | 3.51kg/cm2 | 121°C |
P | 1"生生 | 316S.S | 3.51kg/cm2 | 121°C |
* 所有電極均可帶安裝法蘭。B型及I型電極還可帶端面履Teflon的法蘭。E型和H型電極不能采用抬高型。
選型代碼 | 說 明 | ||||||||
型號 | A+E 64L | – | 電極型式A-F | ||||||
探頭形式 |
| 1 |
| 單桿 | |||||
2 |
| 纜式 | |||||||
過 程 接 口 |
| 1 | – | 螺紋接口 1″ 規格可定制 | |||||
2 | – | 螺紋接口 2″規格可定制 | |||||||
6 | – | 法蘭接口 DN65 PN1.0 規格可定制 | |||||||
8 | – | 法蘭接口 DN80 PN1.0 規格可定制 | |||||||
介質形態 |
| 1 |
| 固體–顆粒 粉塵 | |||||
2 |
| 液體 | |||||||
介質 溫度 |
| 1 |
| 常溫型 ≤100℃ | |||||
2 |
| 中溫型 ≤260℃ | |||||||
3 |
| 高溫型 ≤350℃ | |||||||
長度 |
| XXXX | 測量桿長度,單位:mm | ||||||
形式 |
| Y: F: | Y:一體式 F:分體式 | ||||||
變送器由檢測、變送兩部份組成。檢測部份由探頭、保護套、傳感器組成;變送部份由振蕩器、解調器、放大器、電壓電流轉換、指示表、外殼等組成。振蕩器產生100KHz的射頻電壓,加在一個由電感和電容組成的電橋上,其中 用于補償同軸電纜的分布電容, 是傳感器和被測物料及容器之間形成的電容,在初始狀態下,調整可變電容 的大小,使電橋平衡,則輸送給解調器的電壓將為零,當容器中的物位發生變化上升時,容量增大,電橋失去平衡,這時輸送給解調器的電壓將不為零,且正比于電橋不平衡度,由物位變化引起的信號變化,經解調器、放大器處理,轉換成與被測物位成線性的4~20mADC電流,遠傳至控制室集中控制、記錄,實現工藝流程的自動控制。
可廣泛用于石油、化工、冶金、醫藥、電力、食品、造紙等工業領域的液位料位連續測量。二、產品特點獨特的電路設計:能可靠的測量幾乎所有的過程介質物位,而不受傳感器上溫度、濕度的變化影響。射頻導納技術:高可靠性、通用性、沒有易損的可動部件,因而使用壽命長。使用范圍廣:幾乎用于所有場合的液位、顆粒狀材料、粘稠材料、混合介質測量。量程范圍大:50mm~30m可供選用。安裝簡單方便:調試方便、成本低、無須另設旁路管道、密封材料和各種閥門,可全部采用頂置安裝。
三、技術參數
安裝方法:螺紋:螺紋一體化安裝、螺紋分體式安裝法蘭:法蘭一體化安裝、法蘭分體式安裝測量范圍H(m): (0.05m~30m范圍內可任意選用)工作壓力(MPa):1.6、2.5、4.0、6.3、16.0、32.0連接方法:螺紋標準:1″1/2″ NPT M39×2 可按用戶提供螺紋制造接液材質:探頭316L、1Cr18Ni9Ti螺紋法蘭:316、1Cr18Ni9Ti工作溫度:–80~+350℃精確度:±0.5%輸入電壓:額定電壓24VDC最低輸入電壓11.5VDC最高輸入電壓36VDC輸出信號:4~20mA二線制負載電阻:額定負載電阻250Ω環境溫度:–40~+75℃電氣接口:M20×1.5內螺紋相對濕度:≤85%防爆標志:隔爆型
物/液位計 >> 射頻導納物位計 >> 射頻導納物位計 | ![]() | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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射頻導納物位計性能指標
型 號: ZXDP-212
輸 出: DPDT繼電器(雙刀雙擲)
觸點容量: 250VAC: 1A有感,3A無感
供 電: 185~255VAC,50/60Hz 95~135VAC,50/60Hz 19~29VDC(2W最大)
分辨率: 0.2pF或更小
重復性: <1mm (導電物料) <20mm (絕緣物料)
負載電阻: 中心端到屏蔽端之間500Ω 屏蔽端到地之間150Ω
報警方式: 可現場設置為HLFS(高位報警及其故障保險方式)或LLFS (低位報警及其故障保險方式)
報警燈輸出: 紅燈-物位報警 綠燈-物位正常 黃燈-儀表故障
環境溫度: -40~+75℃
響應時間: ﹤0.5s
延 時: 1~55秒(可選)
安全柵: 內置限流、 四重限壓防護安全柵
靜電火花防護(對傳感器): 抗浪涌沖擊1000V
射頻防護(內置濾波器): 對于來自1.5米以外的其它外露傳感元件、電纜或輸電線路功率為5W的射頻干擾,該變送器電路具有防護功能,即在導電物料中工作點也不受影響
探頭長度: 0.5m(標準) 0.1m~20m (可選)
射頻導納物位計電纜長度: 5m (標準) 0.1~50m (可選) >50m~100m (向廠家咨詢)
電器接口: 雙M20×1.5(或3/4"NPT可選)
過程連接: NPT螺紋安裝 (標準,可選BSPT ),法蘭安裝(可選)
外殼防護: 符合IP67防護標準:
防爆等級: Exd[ia]iaⅡCT4
KCSD20系列射頻導納系列通用型點位控制儀表,產品用于限位控制和報警,適用于絕大多數應用場合。儀表廣泛應用工業和民用現場,無論室內和戶外,本儀表相對其他形式儀表,對現場安裝條件無特別要求。
KCSP系列射頻導納系列為通用型點位控制儀表,儀表由一個電路單元,一套防爆外殼和桿式或纜式傳感元件(亦稱傳感器或探頭)組成,傳感器可選多種材質,可整體或分體型安裝。整體安裝指將電路單元和傳感元件配置在一個防爆外殼上,分體型安裝指電路單元和傳感元件分別配置在兩個獨立的防爆外殼上,中間用廠家特制的電纜連接。
本儀表安全設計上符合IEC61010-1:2001標準。
本儀表用電磁兼容設計上符合IEC61326:1997+AL:1998標準。
本儀表防爆設計上符合GB3836.1-2000爆炸性氣體環境用電氣設備 第1部分:通用要求GB3826.2-2000爆炸性氣體環境用電氣設備 第2部分:隔爆型‘d’GB3836.4-2000 爆炸性氣體環境用電氣設備 第3部分:本質安全型‘I;’標準。
二、性能指標
輸出:DPDT繼電器(雙刀雙擲)
觸點容量:250VAC:1A有感,3A無感
供電:185-255VAC,50/60Hz(標準)
95-135VAC,50/60Hz(可選)
18-30VDC(可選)
(2W最大)
分辨率:0.2pF或更小
重復性:< 1mm(0.04″)(導電物料)
<20mm(0.79″)(絕緣物料)
負載電阻能力:屏蔽端到地之間150Ω
報警方式:可現場設置為HLFS(高位報警及其故障保險方式)或LLFS(低位報警及其故障保險方式)
報警燈輸出:燈滅— 物位報警; 燈亮—物位正常
環境溫度:-40~+75℃(-40~167℉)
儲存溫度:-40~+75℃(-40~167℉)
響應時間:<0.5秒
延時:1~55秒(可選)
靜電火花防護(對傳感器):抗浪涌沖擊1000V
射頻防護(內置濾波器)對于來自1.5米(59″)以為的其它外露傳感元件,電纜或輸出線路功率為5W的射頻干擾,該變送器電路具有防護功能
探頭長度:0.457m(18″)(標準)
0.1m(3.9″)~20m (787.4″)(可選)
電纜長度:5m(197″)(標準),0.1(3.9″))50m(1968.5″)(可選)
電器接口: 3/4’’(電纜直徑要求小于12mm,0.47″)(其他可選)
過程連接:NPT3/4’’螺紋安裝,法蘭安裝(其他螺紋可選)
安裝:可選垂直,水平或任角度安裝
外殼防護:符合IP67防護標準
防爆區域等級:EXD〔ia〕iaIICT4
三、典型安裝
四、功能設置
4.1工作點設置
電子單元設定點,它用于調節電子單元繼電器動作的位置,順時針旋轉電位器,繼電器工作點升高,逆時針旋轉電位器,繼電器工作點降低。LED綠燈亮意味電子單元繼電器得電,表示處于正常狀態,而LED燈滅意味電子繼電器失電復位,表示處于報警狀態。
4.2 高低位報警方式設置
高低位報警方式表示是物料高于設定點報警還是低于設定點報警。高位報警方式(HLFS)意味著繼電器在物料高于設定點時報警。低位報警方式(LLFS)意味著繼電器在物料低于設定點報警。當訂貨時,儀表同時按用戶要求設置高低位報警方式,(如無特殊要求,一般設為HLFS)。高低位報警方式也可在現場在儀器電子單元上得左側故障保險方式選擇端口,選擇跳塊位置進行設置。
4.3 延時方式設置
延時調節在電子單元的右側面。當單元具有延時功能時,電子單元的右側面“延時”上方有一圓孔,圓孔內有一個電位器,此電位器為延時調節。順時針方向旋轉電位器調節鈕可延長延時時間。延時功能只對電子單元由報警狀態向正常狀態轉變的過程有效,即電子單元總是第一時間輸出報警信號,與延時設置無關。
五、調試
所有產品,廠家均設置為適用于測量導電物料水溶液,因而若用于這類場合中,則不需再進行標定。若測量絕緣物料按5.3標定,導電物料按5.4標定。