传统的电容式物位计,随着物位上涨、物料覆盖探头,电路中探头和介质之间的电容值(导电物料场合)或者探头和管壁之间的电容值(绝缘物料场合)随之增加。由于物位的变化引起了电容桥的失衡,因此电容值的变化取决于被测物料的介电常数。然后通过对信号的检波、放大,最后输出相应的信号。然而,电容式物位仪表有一些缺点,特别是当探头有挂料的时候会严重影响测量结果。
射频导纳测量技术是具有独特优势的物位测量技术,能够实现阻抗和容抗的单独测量。通过物理定律计算可得,任何挂料的阻抗和容抗的大小是相等的,所以由挂料产生的影响能够被测量出来并且通过振荡电路的移相,从总的输出中消除。
射频导纳技术测量结果精度高,并且不受探头挂料的影响,是目前使用场合最广泛的一种测量技术。
应用范围
电厂:煤堆、原煤仓、燃料仓、蓄水池、废气净化罐、仓泵、灰库、油箱等
化工:蒸馏塔、原料和中间体料仓、反应罐、氨水罐、有毒液体罐、固体料仓、分离器等
石化:输油管道、蒸馏塔、浓缩罐、液化气罐、氨水罐、汽鼓、炼油厂油库、电脱界面、沥青罐等
水和水处理:蓄水池、污水池、水处理罐、沉淀池、消化塔、输气管道、深井、饮用水网络等
水泥:石料仓、生料仓、水泥仓、煤粉仓、炉渣存储仓等
冶金:矿石料仓、矿石粉碎机、原料仓、辅料仓、高炉、氧化铝粉仓、电解池缓冲罐等
油田:原油或成品油储罐、三相分离器、沉降罐、污水罐(池)及油水界面、钻探泥浆罐等
造纸:原料仓、储料塔、干燥鼓等
其他:采石场、食品、制药、环保、造船等行业
主要特点
抗挂料 独特的单独测量阻抗和容抗设计提高了抗挂料能力
适应性强 探头使用温度范围:-100℃~500℃
量程范围 最小测量量程可达几厘米
最大测量量程可达数百米
界面测量 适合测量油水界面和气液界面
不粘粘 适合测量粘稠性物料,探头无挂料
稳定性高 稳定可靠的输出,耐飞灰、落料、水汽、结晶、结蜡影响
免维护 无活动、无易磨损部件,无需经常清洁、保养、调试
概述
FED700系列射频导纳物位计为通用型物位计用于连续物位的测量,产品应用于工矿现场,适用于大多数应用场合,仪表由一个电路单元一套防爆外壳和杆式或缆式传感元件组成,传感器有多种型号可选,仪表可选整体或分体安装。
射频导纳物位计的概述测量原理
射频导纳物位计是一种从电容式发展起来的、防挂料、更可靠、更准确、适用性更广的新型物位控制技术,是电容式物位技术的升级。所谓射频导纳,导纳的含义为电学中阻抗的倒数,它由电阻性成分、电容性成分、感性成分综合而成,而射频即高频无线电波谱,所以射频导纳可以理解为用高频无线电波测量导纳。射频导纳物位计工作时,仪表的传感器与灌壁及被测介质形成导纳值,物位变化时,导纳值相应变化,电路单元将测量导纳值转换成物位信号输出,实现物位测量。
对于连续测量,射频导纳技术与传统电容技术的区别除了上述讲过的以外,还增加了两个很重要的电路,这是根据导电挂料实践中的一个很重要的发现改进而成的。上述技术在这时同样解决了连接电缆问题,也解决了垂直安装的传感器根部挂料问题。锁增加的两个电路是振荡器缓冲器和交流变换斩波器驱动器。
对一个强导电性被测介质的容器,由于被测介质是导电的,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。
第一个问题是液位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缓冲放大器,使消耗的能量得到补充,因而不会降低加在探头的振荡电压。
第二个问题是对于导电被测介质,探头绝缘层表面的接地点覆盖了整个被测介质及挂料区,使有效测量电容扩展到挂料的顶端。这样便产生挂料误差,且导电性越强误差越大。但任何被测介质都不是完全导电的。从电学角度来看,挂料层相当于一个电阻,传感元件被挂料覆盖的部分相当于一条由无数个无穷小的电容和电阻元件组成的传输线。根据数学理论,如果挂料足够长,则挂料的电容和电阻部分的阻抗相等。因此根据对挂料阻抗所产生的误差研究,又增加一个交流驱动器电路。该电路与交流变换器或同步检测器一起就可以分别测量电容和电阻。由于挂料的阻抗和容抗相等,则测得的总电容相当于C+C挂料,再减去与C 挂料相等的电阻R,就可以实际测量真实值,从而排除挂料的影响。
即C测量=C+C挂料
C=C测量—C挂料
=C测量— R
这些,多参量的测量,是必须得基础,交流鉴相采样器是实现的手段。由于使用了上述三项技术,使得射频导纳技术在现场应用中展现出非凡的生命力。
特点
通用性强:可测量液位及料位,可满足不同温度、压力、介质的测量要求,并可应用于腐蚀、冲击等恶劣场合
防挂料 :独特的电路设计和传感器结构,使其测量可以不受传感器挂料影响,无需定期清洁,避免误测量。
免维护 :测量过程无可动部件,不存在机械部件损坏问题,无须维护。
抗干扰 :接触式测量,抗干扰能力强,可克服蒸汽、泡沫及搅拌对测量的影响。
准确可靠:测量量多样化,使测量更加准确,泽良不受环境变化影响,稳定性高,使用寿命长。
射频导纳物位计的典型应用
导电、绝缘液体………………………化工、油田、水及污水处理
导电、绝缘浆体………………………造纸、制药、水及污水处理
粉末:灰、粉…………………………电厂、冶金、水泥
颗粒:煤、粮食………………………电厂、冶金、粮食
界面:不同两种液体…………………油田、化工
性能指标
供电:18V—30VDC 火花防护(对传感器):内置火花防护电路
输出:4—20MA 电气接口:M20×1.5
输出方式:物位方式或距离方式 电缆:分体式电子单元与传感器之间的专用连精度:±1% ±0.5% 接电缆 标准5m,最长50m
环境温度:-40℃~70℃ 过程连接:NPT螺纹安装(标准)
介质温度:-100℃~260℃ 法兰安装(可选)
最大负载:24VDC 350Ω 外壳防护:IP66
负载影响:0.2%(0————最大负载) 防爆:EXID Ⅱ CT4
响应时间:0.5s(表尊) 0.5~30s(可调)
量程:最大15000PF,最大距离100m(不同传感器最大量程不同)
FED700 | 连续物位计 | |||||
| 电源 | |||||
A | 24VDC两线制 | |||||
| 应用范围 | |||||
2 | 普通介质 | |||||
3 | 强导电介质 | |||||
| 作用方式 | |||||
4 | 物位方式 | |||||
5 | 距离方式 | |||||
| 传感器 | 见FED700传感器选型表 | ||||
安装方式 |
| |||||
I | 整体安装 | |||||
R | 分体安装 | |||||
| 防爆 | |||||
E | 有 | |||||
Z | 无 |
传感器选型
型号 | 温度压力 | 最大长度 | 传感 器材质 | 传感 器外形 | 安装尺寸 | 应用 |
C21 | 230℃/3Mpa | 5m | 304ss(其他可选)/TFE | 直径:18mm 两级杆式 | 3/4”NPT 1”NPT(可选) | 中温中压 一般应用导电 液体、浆体、颗粒 |
C22 | 200℃/3Mpa | 20m | 304ss(其他可选)/FEP | 直径:2.7mm 两级缆式 | 3/4”NPT
| 大量程 导电液体、界面 |
C23 | 120℃/3Mpa | 30m | 304ss(其他可选)/PVDF | 直径:8mm 两级缆式 | 3/4”NPT | 大量程 中等黏度导电液体及粉末 |
C24 | 200℃/常压 | 直径40mm 15m 直径8mm 30m | 304ss(其他可选)/TFE | 直径:4mm/8mm 两级缆式 | 3/4”NPT | 大量程绝缘粉末 |
C25 | 200℃/2Mpa | 5m | 304ss(其他可选)/FEP | 直径:12mm 两级杆式 | 3/4”NPT | 酸碱 强腐蚀 法兰安装 |
安装说明
在非金属容器、非线性应用中,还应加装辅助参考地级。
当使用软缆裸探头用来测量绝缘物料时(如煤粉仓),要求安装管座的高度一定要小于探头硬杆部分的长度,保证硬杆部分露出安装管。防止探头在仓
内晃动造成对地短路。且安装管做和钢筋骨架应连接在一起。
一、概述及应用:变送器由检测、变送两部份组成。检测部份由探头、保护套、传感器组成;变送部份由振荡器、解调器、放大器、电压电流转换、指示表、外壳等组成。振荡器产生100KHz的射频电压,加在一个由电感和电容组成的电桥上,其中用于补偿同轴电缆的分布电容,是传感器和被测物料及容器之间形成的电容,在初始状态下,调整可变电容的大小,使电桥平衡,则输送给解调器的电压将为零,当容器中的物位发生变化上升时,容量增大,电桥失去平衡,这时输送给解调器的电压将不为零,且正比于电桥不平衡度,由物位变化引起的信号变化,经解调器、放大器处理,转换成与被测物位成线性的4~20mADC电流,远传至控制室集中控制、记录,实现工艺流程的自动控制。
可广泛用于石油、化工、冶金、医药、电力、食品、造纸等工业领域的液位料位连续测量。二、产品特点独特的电路设计:能可靠的测量几乎所有的过程介质物位,而不受传感器上温度、湿度的变化影响。射频导纳技术:高可靠性、通用性、没有易损的可动部件,因而使用寿命长。使用范围广:几乎用于所有场合的液位、颗粒状材料、粘稠材料、混合介质测量。量程范围大:50mm~30m可供选用。安装简单方便:调试方便、成本低、无须另设旁路管道、密封材料和各种阀门,可全部采用顶置安装。
三、技术参数
安装方法:螺纹:螺纹一体化安装、螺纹分体式安装 法兰:法兰一体化安装、法兰分体式安装测量范围H(m):(0.05m~30m范围内可任意选用)工作压力(MPa):1.6、2.5、4.0、6.3、16.0、32.0连接方法:螺纹标准:1″1/2″ NPT M39×2可按用户提供螺纹制造接液材质:探头316L、1Cr18Ni9Ti螺纹法兰:316、1Cr18Ni9Ti工作温度:–80~+350℃精确度:±0.5%输入电压:额定电压24VDC最低输入电压11.5VDC最高输入电压36VDC输出信号:4~20mA二线制负载电阻:额定负载电阻250Ω环境温度:–40~+75℃电气接口:M20×1.5内螺纹相对湿度:≤85%防爆标志:隔爆型
四、选型:
电极参数
长度:由用户指定A、B、M、N、P型电极,最长4175毫米;
D、H、I型电极,最长30米。
电极选件
A、D、E型电极仅用于非导电介质。在玻璃纤维或带内衬的容器上使用时,应采用辅助接地杆或同轴套筒
电极型式 | 安装方式 | 材质 | 压力 | 温度 |
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 | 常压 | 121°C |
E | 11/4"NPT | Teflon/S.S | 常压 | 121°C |
H | 11/4"NPT | Teflon/S.S | 常压 | 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"卫生 | Teflon/S.S | 3.51kg/cm2 | 121°C |
P | 1"生生 | 316S.S | 3.51kg/cm2 | 121°C |
* 所有电极均可带安装法兰。B型及I型电极还可带端面履Teflon的法兰。E型和H型电极不能采用抬高型。
选型代码 | 说 明 | ||||||||
型号 | A+E 64L | – | 电极型式A-F | ||||||
探头形式 |
| 1 |
| 单杆 | |||||
2 |
| 缆式 | |||||||
过 程 接 口 |
| 1 | – | 螺纹接口 1″ 规格可定制 | |||||
2 | – | 螺纹接口 2″规格可定制 | |||||||
6 | – | 法兰接口 DN65 PN1.0 规格可定制 | |||||||
8 | – | 法兰接口 DN80 PN1.0 规格可定制 | |||||||
介质形态 |
| 1 |
| 固体–颗粒 粉尘 | |||||
2 |
| 液体 | |||||||
介质 温度 |
| 1 |
| 常温型 ≤100℃ | |||||
2 |
| 中温型 ≤260℃ | |||||||
3 |
| 高温型 ≤350℃ | |||||||
长度 |
| XXXX | 测量杆长度,单位:mm | ||||||
形式 |
| Y: F: | Y:一体式 F:分体式 | ||||||
变送器由检测、变送两部份组成。检测部份由探头、保护套、传感器组成;变送部份由振荡器、解调器、放大器、电压电流转换、指示表、外壳等组成。振荡器产生100KHz的射频电压,加在一个由电感和电容组成的电桥上,其中 用于补偿同轴电缆的分布电容, 是传感器和被测物料及容器之间形成的电容,在初始状态下,调整可变电容 的大小,使电桥平衡,则输送给解调器的电压将为零,当容器中的物位发生变化上升时,容量增大,电桥失去平衡,这时输送给解调器的电压将不为零,且正比于电桥不平衡度,由物位变化引起的信号变化,经解调器、放大器处理,转换成与被测物位成线性的4~20mADC电流,远传至控制室集中控制、记录,实现工艺流程的自动控制。
可广泛用于石油、化工、冶金、医药、电力、食品、造纸等工业领域的液位料位连续测量。二、产品特点独特的电路设计:能可靠的测量几乎所有的过程介质物位,而不受传感器上温度、湿度的变化影响。射频导纳技术:高可靠性、通用性、没有易损的可动部件,因而使用寿命长。使用范围广:几乎用于所有场合的液位、颗粒状材料、粘稠材料、混合介质测量。量程范围大:50mm~30m可供选用。安装简单方便:调试方便、成本低、无须另设旁路管道、密封材料和各种阀门,可全部采用顶置安装。
三、技术参数
安装方法:螺纹:螺纹一体化安装、螺纹分体式安装法兰:法兰一体化安装、法兰分体式安装测量范围H(m): (0.05m~30m范围内可任意选用)工作压力(MPa):1.6、2.5、4.0、6.3、16.0、32.0连接方法:螺纹标准:1″1/2″ NPT M39×2 可按用户提供螺纹制造接液材质:探头316L、1Cr18Ni9Ti螺纹法兰:316、1Cr18Ni9Ti工作温度:–80~+350℃精确度:±0.5%输入电压:额定电压24VDC最低输入电压11.5VDC最高输入电压36VDC输出信号:4~20mA二线制负载电阻:额定负载电阻250Ω环境温度:–40~+75℃电气接口:M20×1.5内螺纹相对湿度:≤85%防爆标志:隔爆型
物/液位计 >> 射频导纳物位计 >> 射频导纳物位计 | ![]() | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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射频导纳物位计性能指标
型 号: ZXDP-212
输 出: DPDT继电器(双刀双掷)
触点容量: 250VAC: 1A有感,3A无感
供 电: 185~255VAC,50/60Hz 95~135VAC,50/60Hz 19~29VDC(2W最大)
分辨率: 0.2pF或更小
重复性: <1mm (导电物料) <20mm (绝缘物料)
负载电阻: 中心端到屏蔽端之间500Ω 屏蔽端到地之间150Ω
报警方式: 可现场设置为HLFS(高位报警及其故障保险方式)或LLFS (低位报警及其故障保险方式)
报警灯输出: 红灯-物位报警 绿灯-物位正常 黄灯-仪表故障
环境温度: -40~+75℃
响应时间: ﹤0.5s
延 时: 1~55秒(可选)
安全栅: 内置限流、 四重限压防护安全栅
静电火花防护(对传感器): 抗浪涌冲击1000V
射频防护(内置滤波器): 对于来自1.5米以外的其它外露传感元件、电缆或输电线路功率为5W的射频干扰,该变送器电路具有防护功能,即在导电物料中工作点也不受影响
探头长度: 0.5m(标准) 0.1m~20m (可选)
射频导纳物位计电缆长度: 5m (标准) 0.1~50m (可选) >50m~100m (向厂家咨询)
电器接口: 双M20×1.5(或3/4"NPT可选)
过程连接: NPT螺纹安装 (标准,可选BSPT ),法兰安装(可选)
外壳防护: 符合IP67防护标准:
防爆等级: Exd[ia]iaⅡCT4
KCSD20系列射频导纳系列通用型点位控制仪表,产品用于限位控制和报警,适用于绝大多数应用场合。仪表广泛应用工业和民用现场,无论室内和户外,本仪表相对其他形式仪表,对现场安装条件无特别要求。
KCSP系列射频导纳系列为通用型点位控制仪表,仪表由一个电路单元,一套防爆外壳和杆式或缆式传感元件(亦称传感器或探头)组成,传感器可选多种材质,可整体或分体型安装。整体安装指将电路单元和传感元件配置在一个防爆外壳上,分体型安装指电路单元和传感元件分别配置在两个独立的防爆外壳上,中间用厂家特制的电缆连接。
本仪表安全设计上符合IEC61010-1:2001标准。
本仪表用电磁兼容设计上符合IEC61326:1997+AL:1998标准。
本仪表防爆设计上符合GB3836.1-2000爆炸性气体环境用电气设备 第1部分:通用要求GB3826.2-2000爆炸性气体环境用电气设备 第2部分:隔爆型‘d’GB3836.4-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第3部分:本质安全型‘I;’标准。
二、性能指标
输出:DPDT继电器(双刀双掷)
触点容量:250VAC:1A有感,3A无感
供电:185-255VAC,50/60Hz(标准)
95-135VAC,50/60Hz(可选)
18-30VDC(可选)
(2W最大)
分辨率:0.2pF或更小
重复性:< 1mm(0.04″)(导电物料)
<20mm(0.79″)(绝缘物料)
负载电阻能力:屏蔽端到地之间150Ω
报警方式:可现场设置为HLFS(高位报警及其故障保险方式)或LLFS(低位报警及其故障保险方式)
报警灯输出:灯灭— 物位报警; 灯亮—物位正常
环境温度:-40~+75℃(-40~167℉)
储存温度:-40~+75℃(-40~167℉)
响应时间:<0.5秒
延时:1~55秒(可选)
静电火花防护(对传感器):抗浪涌冲击1000V
射频防护(内置滤波器)对于来自1.5米(59″)以为的其它外露传感元件,电缆或输出线路功率为5W的射频干扰,该变送器电路具有防护功能
探头长度:0.457m(18″)(标准)
0.1m(3.9″)~20m (787.4″)(可选)
电缆长度:5m(197″)(标准),0.1(3.9″))50m(1968.5″)(可选)
电器接口: 3/4’’(电缆直径要求小于12mm,0.47″)(其他可选)
过程连接:NPT3/4’’螺纹安装,法兰安装(其他螺纹可选)
安装:可选垂直,水平或任角度安装
外壳防护:符合IP67防护标准
防爆区域等级:EXD〔ia〕iaIICT4
三、典型安装
四、功能设置
4.1工作点设置
电子单元设定点,它用于调节电子单元继电器动作的位置,顺时针旋转电位器,继电器工作点升高,逆时针旋转电位器,继电器工作点降低。LED绿灯亮意味电子单元继电器得电,表示处于正常状态,而LED灯灭意味电子继电器失电复位,表示处于报警状态。
4.2 高低位报警方式设置
高低位报警方式表示是物料高于设定点报警还是低于设定点报警。高位报警方式(HLFS)意味着继电器在物料高于设定点时报警。低位报警方式(LLFS)意味着继电器在物料低于设定点报警。当订货时,仪表同时按用户要求设置高低位报警方式,(如无特殊要求,一般设为HLFS)。高低位报警方式也可在现场在仪器电子单元上得左侧故障保险方式选择端口,选择跳块位置进行设置。
4.3 延时方式设置
延时调节在电子单元的右侧面。当单元具有延时功能时,电子单元的右侧面“延时”上方有一圆孔,圆孔内有一个电位器,此电位器为延时调节。顺时针方向旋转电位器调节钮可延长延时时间。延时功能只对电子单元由报警状态向正常状态转变的过程有效,即电子单元总是第一时间输出报警信号,与延时设置无关。
五、调试
所有产品,厂家均设置为适用于测量导电物料水溶液,因而若用于这类场合中,则不需再进行标定。若测量绝缘物料按5.3标定,导电物料按5.4标定。