[发明专利]射频导纳物位控制器

说明书

技术领域

本发明涉及测量控制仪器仪表，具体地说是一种射频导纳物位控制器。

背景技术

目前，工业上用来测量物位的仪表一般都是采用电容式物位计，它利用被测介质电容的变化来测量物位的高低。将金属探棒插入盛有物料的容器内，金属探棒作为电容的一个极，容器壁作为电容的另一极。两电极间的介质即为物料及其上面的气体。由于物料的介电常数ε1和物料上面空气的介电常数ε2不同，比如：ε1>ε2，则当物料升高时，两电极间总的介电常数值随之加大因而电容量增大。反之当物料下降，ε值减小，电容量也减小。因此可通过两电极间的电容量的变化来测量物料的高低。它的灵敏度主要取决于两种介电常数的差值，而且只有ε1和ε2的恒定才能保证液位测量准确。电容式物位计虽能测量大多数的介质，但对黏附料、粉末以及带静电的物料的物位测量不够准确，当物料黏附在探头上后，两电极间总的介电常数值随之加大因而电容量增大，探头上的信号通过物料对地进行充电产生电流，物位计就会发出报警信号。但这只不过是由于物料黏附在探头上而不是真实物位，所以极易出现误报警。随着工业自动化程度的提高，现有的电容式物位计显然已经满足不了各种介质的物位测量，尤其是黏附料、粉末和带静电物料的物位测量。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种射频导纳物位控制器，它可以对黏附料、粉末和带静电物料的物位进行可靠、准确的测量，无论是液体、浆体、颗粒还是界面的测量都非常准确，不受挂料、温度、压力、密度、温度甚至化学特性变化的影响，彻底解决了探头因挂料而引起的误报警，稳定性高，调试简单方便，安装后免维护。

本发明的目的是这样实现的：一种射频导纳物位控制器，包括探头、连接头、表壳，特点是探头由测量极、保护极组成，测量极为细长金属杆，金属杆外部分设有绝缘层，保护极为一金属套管，套管外部分设有绝缘层，测量极套装在保护极内；连接头为空心管状，其内套装探头，连接头的一端与壳体螺纹连接；壳体内设有控制件；测量极、保护极由导线分别与控制件连接。

所述控制件包括电源电路、振荡电路、调试电路、控制电路、继电器，振荡电路依次串接调试电路、控制电路、继电器；电源电路分别接振荡电路、控制电路；振荡电路两输入端之间并接有静电器件，振荡电路一输入端接有接地静电器件。

本发明设计合理，结构简单，它采用射频导纳测量技术，在探头上增加一个电极来阻止测量电极对黏附料的充电以及静电的对地释放，避免了由于挂料、温度、压力、密度、温度变化对物位测量的影响，彻底解决了探头因挂料而引起的误报警，它对黏附料、粉末和带静电物料的物位可进行准确的测量，无论是液体、浆体、颗粒还是界面的测量都非常准确，稳定性高，调试方便，安装后免维护。

附图说明

图1为本发明结构示意图

图2为本发明控制件的结构示意图

具体实施方式

参阅图1，本发明包括探头1、连接头5、表壳6，探头1由测量极2、保护极3组成，测量极2为细长金属杆，金属杆外部分设有绝缘层4，保护极3为一金属套管，套管外部分设有绝缘层7，绝缘层4、7为PPS绝缘材料，测量极2套装在保护极3内，探头1的横截面为四层同心圆结构，从圆心的测量极2往外依次为绝缘层4、保护极3、绝缘层7，连接头5为空心管状，其内套装探头1，连接头5的一端与壳体6螺纹连接，壳体6内设有控制件8，测量极2、保护极3由导线分别与控制件8连接，表壳6的外侧设有与控制器8连接的接地导线。

参阅图2，控制件8包括电源电路9、振荡电路10、调试电路11、控制电路12、继电器13，振荡电路10依次串接调试电路11、控制电路12、继电器13，电源电路9分别接振荡电路10、控制电路12，给整个电路供电，振荡电路10的两输入端14、15之间并接有静电器件16，振荡电路10一输入端15接有接地静电器件17，输入端14接保护极3，输入端15接测量极2。

本发明是这样工作的：将本发明的探头1插入盛有物料的容器内，接地导线固接在容器壁上，电源电路9的正、负极接220V交流电或接24V直流电，探头1与物料、容器形成一个大电容，探头1和容器壁就相当于电容的正、负两极，由于测量极2和保护极3上的信号频率和大小是一致的，所以当有物料黏附在探头1上时，测量极2与保护极3之间没有电势差，即使探头1上挂料后它的阻抗也较小，不会有电流通过，电路测量到的只是测量极2对容器壁(地)的电流。因为具有屏蔽层作用的保护极3能阻挡电流沿探头1返回流向容器壁，因而对地电流只能经测量极2通过被测物料流向容器壁。虽然保护极3与容器壁之间存在电势差，两者之间有电流流过，但该电流不被测量，也就不会影响测量的结果。这样就将测量极2保护起来，不受挂料的影响。只有当容器中的物料确实上升并接触到测量极2时，通过被测物料测量极2才能与大地之间形成被测电流，电路才会检测到该电流，该电流信号经振荡电路10、调试电路11、控制电路12处理后由继电器13的输出端子18输出报警信号。