專利名稱：兩線制多探頭可連續(xù)射頻導納控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種液位及物位自動檢測和控制液位測量裝置，尤其涉及一 種兩線制多探頭可連續(xù)射頻導納控制器，可適用于石油、化工、發(fā)電、水泥、冶 金等行業(yè)的液位和料位的自動檢測和控制。
背景技術：
現(xiàn)有技術中使用的物位控制器大致分為機械式、音叉式、電容式和核幅射式。 機械式和音叉式物位控制器存在易磨損，使用壽命短、信號不穩(wěn)等不足之處。電 容式物位控制器完全可以勝任非導電介質(zhì)的測量，對于導電性介質(zhì)，物位升高淹 沒探頭后又落下去時，探頭可能會留有附著物即掛料，這會導致被測電容加大， 如果是導電液體更為明顯，會產(chǎn)生很大的誤差，另外，探頭到電路單元之間的連 接電纜相當于一個較大的電容，而且隨溫度變化，變化的電纜電容與物位電容疊 加在一起也會引起很大的誤差，尤其在物料介電常數(shù)較低的場合，信號較小，誤 差將是很嚴重的。核幅射式物位控制器存在對人體有害的問題。
針對上述問題，出現(xiàn)了射頻導納技術。射頻導納技術是一種新型物位測量方 法，它能減小或消除由被測導電介質(zhì)電極掛料的測量誤差，從而提高電容式物位 計的測量準確度?，F(xiàn)有技術中，例如在中國專利ZL95201496. 3中公開的一種電容 式料位儀的傳感器電極采用分段折疊式金屬管或一條外包裹有一層絕緣保護層的 鋼絲繩構成，當電極通電且在料倉中加入某種物質(zhì)時，電極與料倉之間構成了兩 個極，它們之間形成了電場，如果兩電極片的有效面積和兩極片的距離一定時， 則電容量的變化反映了注入物高度。在實際應用中當容器排料物料下降時，會在 探頭上附著一層掛料，對于高導電的物料介質(zhì)測量的情況就會發(fā)生變化，在應用 中，該傳感器通常會由于電極上的掛料而產(chǎn)生誤動作信號，造成測量結果出現(xiàn)誤 差，同時該傳感器的結構顯然只能適用于常溫、常壓的工作環(huán)境中。
針對中國專利ZL95201496. 3中存在的這一問題，中國專利03238182.4中公開 了一種射頻導納物位控制器，在法蘭中心孔的一側通過接管件連接有內(nèi)端設有接 線柱，外壁從連接管件端依次套有絕緣套、保護級、絕緣套、固定套的探頭，在 法蘭中心孔的另一側通過接管件連接有內(nèi)設有電路板的殼件，在電路板上布有依 次輸出、輸入連接的電源電路、高頻電橋電路、跟隨電路、檢測放大電路、比較 電路、輸出電路，在檢測放大電路和跟隨電路的輸出、輸入間通過導線與保護級 連接，在跟隨電路和高頻電橋電路的輸出、輸入間通過導線與探頭連接。此專利技術解決了掛料的問題，但還存在如下不足 一、只能測量一種介質(zhì)，當介質(zhì)變 換后，由于介質(zhì)的導電特性不同，導致測量不準確，需要重新進行標定。二、進 料時摩擦會產(chǎn)生靜電，當靜電聚集到一定程度時，會損壞電器儀表。三、絕緣套 只能耐270度左右高溫，當溫度高于270度時，絕緣套會融化。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有射頻導納物位控制器存在的上述問題，提供 一種兩線制多探頭可連續(xù)射頻導納控制器。本實用新型無需重新標定即可測試不 同介質(zhì)，可防止電磁干擾，解決了因靜電聚集而損壞電器儀表的問題，且可在800 一1000度的高溫下使用。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型釆用的技術方案如下
一種兩線制多探頭可連續(xù)射頻導納控制器，包括設置有絕緣套的探頭，其特 征在于所述探頭至少包括測量探頭和參比探頭，測量探頭連接有用于測量液位 或物位及介質(zhì)變化的測量變送器，參比探頭連接有用于測量介質(zhì)變化的參比變送 器，測量變送器和參比變送器連接有除法器，除法器與控制器連接。
所述測量探頭和參比探頭通過同軸電纜分別與測量變送器和參比變送器連接。
所述絕緣套為陶瓷密封絕緣套。
所述陶瓷密封絕緣套包括陶瓷密封絕緣長套和陶瓷密封絕緣短套。 所述探頭包括探極、屏蔽極和接地極，探極和屏蔽極之間套接有陶瓷密封絕
緣短套，屏蔽極和接地極之間套接有陶瓷密封絕緣長套。
所述探極包括探棒、套裝有熱塑管的不銹鋼絲和與探棒焊接的下端頭和測量探極。
所述屏蔽極包括芯管和與芯管焊接的襯套和保護極。
所述接地極包括長套和與長套焊接的接頭和螺紋接管。
采用本實用新型的優(yōu)點在于
一、 本實用新型采用兩個獨立的變送器聯(lián)到一個算術除法器上，測量變送器 是一個普通物位變送器，參比變送器是一個固定探頭長度的變送器，測量變送器 可以檢測出物料的電特性變化和物位的變化，參比變送器因為探頭被物料淹沒的 長度是固定不變的，只能檢測出電特性的變化，因而，當測量不同介質(zhì)時，無需 重新標定即可測試。
二、 本實用新型采用兩個獨立的變送器聯(lián)到一個算術除法器上，測量變送器 是一個普通物位變送器，參比變送器是一個固定探頭長度的變送器，測量變送器 可以檢測出物料的電特性變化(介電常數(shù)/電導率)和物位的變化，參比變送器因 為探頭被物料淹沒的長度是固定不變的，只能檢測出電特性的變化。除法器電路 將組分變化部分除掉，求得的信號正比于實際液位，與電特性無關，從而排除了 掛料的影響。三、 本實用新型可防止電磁干擾，解決了因物料產(chǎn)生的靜電聚集而損壞電器 儀表的問題。
四、 本實用新型絕緣套為陶瓷密封絕緣套，可在800—1000度的高溫下使用， 適用范圍更廣。
五、 本實用新型在使用中防掛料性能更好、工作更可靠、測量更準確、適用 性更廣。


圖l為本實用新型結構示意圖
圖中標記為1、測量探頭，2、參比探頭，3、除法器。
具體實施方式實施例l:
一種兩線制多探頭可連續(xù)射頻導納控制器，包括設置有絕緣套的探頭，探頭 至少包括測量探頭1和參比探頭2，測量探頭l連接有用于測量液位或物位及介質(zhì) 變化的測量變送器即圖中所示的變送器l，參比探頭2連接有用于測量介質(zhì)變化的 參比變送器即圖中所示的變送器2，測量變送器和參比變送器連接有除法器3，除 法器3與控制器連接，輸出真實液位；將絕緣套設為陶瓷密封絕緣套。
本實用新型中，測量探頭1和參比探頭2通過同軸電纜分別與測量變送器和參 比變送器連接。陶瓷密封絕緣套包括陶瓷密封絕緣長套和陶瓷密封絕緣短套。探 頭包括探極、屏蔽極和接地極，探極和屏蔽極之間套接有陶瓷密封絕緣短套，屏 蔽極和接地極之間套接有陶瓷密封絕緣長套。探極包括探棒、套裝有熱塑管的不 銹鋼絲和與探棒焊接的下端頭和測量探極。屏蔽極包括芯管和與芯管焊接的襯套 和保護極。接地極包括長套和與長套焊接的接頭和螺紋接管。
本實用新型采用兩個獨立的變送器聯(lián)到一個算術除法器上，測量變送器是一 個普通物位變送器，參比變送器是一個固定探頭長度的變送器，測量變送器可以 檢測出物料的電特性變化(介電常數(shù)/電導率)和物位的變化，參比變送器因為探 頭被物料淹沒的長度是固定不變的，只能檢測出電特性的變化。除法器電路將組 分變化部分除掉，求得的信號正比于實際液位，與電特性無關。例如測量變送 器的信號為k，淹沒長度為H，參比變送器的信號為12，淹沒長度為h,則正比關系 為:H/I1=h/I2，因此，H-lxh/12。這樣，測量就與物料的性質(zhì)無產(chǎn)在，是一個相對 測量。因而，當測量不同介質(zhì)時，無需重新標定即可測試。
本實用新型可防止電磁干擾，解決了因物料產(chǎn)生的靜電聚集而損壞電器儀表 的問題。絕緣套為陶瓷密封絕緣套，可在800—1000度的高溫下使用，適用范圍 更廣。
5實施例2:
本實用新型在燒結混合料槽料位測量中時，燒結混合料槽料位的連續(xù)測量是 燒結工藝生產(chǎn)的重點和難點問題，這主要是因為燒結的特殊工藝造成的。料槽呈 長方體，上方開口進料，下方開口出料，料倉內(nèi)的物料由料倉下方的布料圓輥支 撐著。本實用新型在燒結混合料槽料位測量中的應用原理如下
本實用新型利用高頻技術，由電子線路產(chǎn)生一個小功率射頻信號于探頭上， 探頭作為敏感元件，將物位變化轉化為脈沖信號反饋給電子線路，釆用射頻檢測 技術將這種變化檢測出來，由控制器進行運算處理后轉換為料位顯示出來，并輸 出與料位高度成線性的4 20mA標準儀表信號，從而實現(xiàn)了料位的連續(xù)測量。
實施例3
本實用新型在尿素裝置中的應用本實用新型由二個探頭和二塊變送器組成， 探頭還可配接射頻干擾濾波器和防爆火花保護器。探頭由一根設有陶瓷絕緣套的 金屬棒卡緊在金屬法蘭中構成，中央金屬棒與法蘭相互絕緣。兩者分別作為電極
的2個接線端子。在測量導電介質(zhì)液體時，根據(jù)被測介質(zhì)的粘度、溫度與壓力不 同，所選覆蓋材料也有所不同,主要有TFE涂層、X(碳氟化合物)涂層和FEP涂層 等。通過PC機或HART 275手操器可以組態(tài)、校驗、調(diào)整與檢測整個液位系統(tǒng)。 在變送器中還可內(nèi)建系統(tǒng)驗證、特征化輸出、D/A數(shù)模校正等程序，使本實用新 型具有豐富的操作功能，并且具備自我檢測和遠程通訊的特點。當按要求安裝仍 達不到抗干擾能力時，還可購置射頻干擾濾波器和靜電濾波器以提高系統(tǒng)的抗射 頻與抗電網(wǎng)干擾能力。
實施例4
本實用新型在石化領域的應用射頻導納中"導納"的含義為電學中阻抗的 倒數(shù)，它由阻性成份、容性成份、感性成份綜合而成，而"射頻"即高頻，所以 射頻導納技術可以理解為用高頻電流測量導納的方法。本實用新型與電容技術的 重要區(qū)別是采用了三端技術和測量參量的多樣性。電路單元中心端測量信號與同 軸電纜中心線連接，然后連接到探頭中心端上。同時同軸電纜屏蔽層懸浮在一個 幅度非常小又非常穩(wěn)定的，但與測量信號等電位、同相位、同頻率、但又沒有直 接電氣關系即互相隔離的電平上，其效果相當于測量信號經(jīng)過一個增益為"1"、 驅動能力很強的同相放大器，輸出與同軸電纜屏蔽層相連，然后再連接到探頭的 屏蔽極上。地線是電纜中另一條獨立的導線。由于同軸電纜的中心線與外層屏蔽 層存在上述關系，所以二者之間沒有電位差，也就沒有電流流過，即沒有電流從 中心線漏出來，相當于二者之間沒有電容或電容等于零。因此電纜的溫度效應， 安裝電容等也就不會產(chǎn)生影響。對于探頭上的掛料影響問題，采用一種新的探頭 結構，即五層同心結構最里層是中心探桿，中間是屏蔽層，最外面是接地的安裝螺紋，用陶瓷絕緣套將其分別隔離起來。與同軸電纜的情況是一樣的，中心探 桿與屏蔽層之間沒有電勢差，即使探頭上掛料阻抗較小，也不會有電流流過，電 子儀器測量的僅僅是從探頭中心探桿到對面罐壁(地)的電流，因為屏蔽層能阻礙 電流沿探頭返回流向容器壁，因而對地電流只能經(jīng)探頭末端通過被測物料到對面 容器壁。雖然屏蔽層與容器之間存在電勢差，兩者之間有電流流過，但該電流不 被測量，不影響測量結果。這樣就將測量端保護起來,不受掛料的影響。只有容器 中的物料確實上升到中心探桿時，通過被測物料，中心探桿與地之間才能形成被 測電流，儀器檢測到該電流，產(chǎn)生有效輸出信號。射頻導納技術由于引入了除電 容以外的測量參量，尤其是電阻參量，使得儀表測量信號信噪比上升，大幅度地 提高了儀表的分辨率、準確性和可靠性；測量參量的多樣性也有力地拓展了儀表 的可靠應用領域。
顯然，本領域的普通技術人員根據(jù)所掌握的技術知識和慣用手段，根據(jù)以上 所述內(nèi)容，還可以作出不脫離本實用新型基本技術方案的多種形式，這些形式上 的變換均在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權利要求1、一種兩線制多探頭可連續(xù)射頻導納控制器，包括設置有絕緣套的探頭，其特征在于所述探頭至少包括測量探頭(1)和參比探頭(2)，測量探頭(1)連接有用于測量液位或物位及介質(zhì)變化的測量變送器，參比探頭(2)連接有用于測量介質(zhì)變化的參比變送器，測量變送器和參比變送器連接有除法器(3)，除法器(3)與控制器連接。
2、 根據(jù)權利要求l所述的兩線制多探頭可連續(xù)射頻導納控制器，其特征在于所述測量探頭(1)和參比探頭(2)通過同軸電纜分別與測量變送器和參比變送器連接。
3、 根據(jù)權利要恭1或2所述的兩線制多探頭可連續(xù)射頻導納控制器，其特征在于所述絕緣套為陶瓷密封絕緣套。
4、 根據(jù)權利要求3所述的兩線制多探頭可連續(xù)射頻導納控制器，其特征在于 所述陶瓷密封絕緣套包括陶瓷密封絕緣長套和陶瓷密封絕緣短套。
5、 根據(jù)權利要求1或2所述的兩線制多探頭可連續(xù)射頻導納控制器，其特征在于所述探頭包括探極、屏蔽極和接地極，探極和屏蔽極之間套接有陶瓷密封 絕緣短套，屏蔽極和接地極之間套接有陶瓷密封絕緣長套。
6、 根據(jù)權利要求5所述的兩線制多探頭可連續(xù)射頻導納控制器，其特征在于 所述探極包括探棒、套裝有熱塑管的不銹鋼絲和與探棒焊接的下端頭和測量探極。
7、 根據(jù)權利要求5所述的兩線制多探頭可連續(xù)射頻導納控制器，其特征在于: 所述屏蔽極包括芯管和與芯管焊接的襯套和保護極。
8、 根據(jù)權利要求5所述的兩線制多探頭可連續(xù)射頻導納控制器，其特征在于: 所述接地極包括長套和與長套焊接的接頭和螺紋接管。
專利摘要本實用新型公開了一種兩線制多探頭可連續(xù)射頻導納控制器，包括設置有絕緣套的探頭，探頭至少包括測量探頭和參比探頭，測量探頭連接有用于測量液位或物位及介質(zhì)變化的測量變送器，參比探頭連接有用于測量介質(zhì)變化的參比變送器，測量變送器和參比變送器連接有除法器，除法器與控制器連接；絕緣套為陶瓷密封絕緣套。本實用新型無需重新標定即可測試不同介質(zhì)，可防止電磁干擾，解決了因靜電聚集而損壞電器儀表的問題，且可在800-1000度的高溫下使用。
文檔編號G01F23/22GK201285306SQ200820064960
公開日2009年8月5日 申請日期2008年9月1日 優(yōu)先權日2008年9月1日
發(fā)明者黃戰(zhàn)鵬 申請人:黃戰(zhàn)鵬