射频导纳料位开关所利用的技术及原理

料位是指存储容器或工业生产设备里的粉状或颗粒状固体的高低位置。由于各种物料的性质千差万别，生产中的工况差别很大，因此料位测量的方法也不尽相同。在工业生产中，电容式料位测量方法具有测量仪表结构简单、性能可靠、价格低廉、适用范围广、可在各种恶劣工况条件下工作、测量结果与介质密度以及化学成分等因素无关等特点，是应用较为广泛的一种测量料位的方法。射频导纳是从电容式发展来的一种新型物位控制技术。本文将对射频导纳料位开关所利用的技术及原理展开分析。
   一、射频导纳料位开关所利用的技术
   射频导纳是一种从电容式料位控制技术发展起来的，防挂料、更可靠、更准确、适用性更广的料位控制技术。“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”即高频无线电波，简单的说就是使用高频电流测量系统导纳的方法，所以射频导纳技术可以理解为高频测量导纳技术。射频导纳用高频电流同时测量电阻、电容、电感三个电量，使得测量参量多样化。
   射频导纳料位开关是利用高频技术，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，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，进行处理后改变继电器的输出状态。它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。计为自主研发生产的Cape-11射频导纳料位开关就是采用射频导纳技术的一种仪表产品，抗挂料能力强，已在国内得到了广泛运用。

二、射频导纳料位开关的原理
   传统的电容式料位传感器无法消除电极挂料对测量的影响，特别是在对粘性导电物料进行测量时，误差极大，限制了电容式物位计的使用和发展。
   射频导纳料位开关主要由传感器模块、电子模块和其它一些连接器件构成。其工作原理是通过探头感知其与储罐体间电抗（容抗和阻抗）的变化实现物位测量和控制的。其内部电子单元，由探头测量极与空载罐体间的电抗共同构成平衡电桥电路并产生一个稳定振荡信号。当被测介质覆盖探头测量极时，会引起探头测量极与罐体间的电抗变化导致电桥电路不平衡而停止产生振荡信号，后级电路检测到这一变化从而输出报警信号。该振荡信号作为射频信号施加在探头测量极的同时，还经过1：1的电压跟随器后送往探头的保护极，测量极与保护极的射频信号具有等电位、同相位、同频率又互相隔离。当探头有挂料时，测量极与保护极之间因为没有电势差而形成电气隔离确保保护极的信号变化不影响检测，使探头测量极上电抗的变化只能由探头测量极与罐体间的物料决定，从而使探头上的挂料不会影响正常检测。

审核编辑 黄宇