專利名稱：兩線制多探頭可連續(xù)耐高溫射頻導(dǎo)納控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種液位及物位自動(dòng)檢測(cè)和控制液位測(cè)量裝置，尤其涉及一 種兩線制多探頭可連續(xù)耐高溫射頻導(dǎo)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(dòng)檢測(cè)和控制。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中使用的物位控制器大致分為機(jī)械式、音叉式、電容式和核幅射式。 機(jī)械式和音叉式物位控制器存在易磨損，使用壽命短、信號(hào)不穩(wěn)等不足之處。電 容式物位控制器完全可以勝任非導(dǎo)電介質(zhì)的測(cè)量，對(duì)于導(dǎo)電性介質(zhì)，物位升高淹 沒(méi)探頭后又落下去時(shí)，探頭可能會(huì)留有附著物即掛料，這會(huì)導(dǎo)致被測(cè)電容加大， 如果是導(dǎo)電液體更為明顯，會(huì)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(dāng)于一個(gè)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(huì)引起很大的誤差，尤其在物料介電常數(shù)較低的場(chǎng)合，信號(hào)較小，誤 差將是很嚴(yán)重的。核幅射式物位控制器存在對(duì)人體有害的問(wèn)題。
針對(duì)上述問(wèn)題，出現(xiàn)了射頻導(dǎo)納技術(shù)。射頻導(dǎo)納技術(shù)是一種新型物位測(cè)量方 法，它能減小或消除由被測(cè)導(dǎo)電介質(zhì)電極掛料的測(cè)量誤差，從而提高電容式物位 計(jì)的測(cè)量準(zhǔn)確度?，F(xiàn)有技術(shù)中，例如在中國(guó)專利ZL95201496. 3中公開(kāi)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(hù)層的 鋼絲繩構(gòu)成，當(dāng)電極通電且在料倉(cāng)中加入某種物質(zhì)時(shí)，電極與料倉(cāng)之間構(gòu)成了兩 個(gè)極，它們之間形成了電場(chǎng)，如果兩電極片的有效面積和兩極片的距離一定時(shí)， 則電容量的變化反映了注入物高度。在實(shí)際應(yīng)用中當(dāng)容器排料物料下降時(shí)，會(huì)在 探頭上附著一層掛料，對(duì)于高導(dǎo)電的物料介質(zhì)測(cè)量的情況就會(huì)發(fā)生變化，在應(yīng)用 中，該傳感器通常會(huì)由于電極上的掛料而產(chǎn)生誤動(dòng)作信號(hào)，造成測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)誤 差，同時(shí)該傳感器的結(jié)構(gòu)顯然只能適用于常溫、常壓的工作環(huán)境中。
針對(duì)中國(guó)專利ZL95201496. 3中存在的這一問(wèn)題，中國(guó)專利03238182.4中公開(kāi) 了一種射頻導(dǎo)納物位控制器，在法蘭中心孔的一側(cè)通過(guò)接管件連接有內(nèi)端設(shè)有接 線柱，外壁從連接管件端依次套有絕緣套、保護(hù)級(jí)、絕緣套、固定套的探頭，在 法蘭中心孔的另一側(cè)通過(guò)接管件連接有內(nèi)設(shè)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(cè)放大電路、比較 電路、輸出電路，在檢測(cè)放大電路和跟隨電路的輸出、輸入間通過(guò)導(dǎo)線與保護(hù)級(jí) 連接，在跟隨電路和高頻電橋電路的輸出、輸入間通過(guò)導(dǎo)線與探頭連接。此專利技術(shù)解決了掛料的問(wèn)題，但還存在如下不足 一、只能測(cè)量一種介質(zhì)，當(dāng)介質(zhì)變 換后，由于介質(zhì)的導(dǎo)電特性不同，導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)確，需要重新進(jìn)行標(biāo)定。二、進(jìn) 料時(shí)摩擦?xí)a(chǎn)生靜電，當(dāng)靜電聚集到一定程度時(shí)，會(huì)損壞電器儀表。三、絕緣套 只能耐270度左右高溫，當(dāng)溫度高于270度時(shí)，絕緣套會(huì)融化。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有射頻導(dǎo)納物位控制器存在的上述問(wèn)題，提供 一種兩線制多探頭可連續(xù)耐高溫射頻導(dǎo)納控制器。本實(shí)用新型無(wú)需重新標(biāo)定即可 測(cè)試不同介質(zhì)，可防止電磁千擾，解決了因靜電聚集而損壞電器儀表的問(wèn)題，且 可在800—1000度的高溫下使用。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下
一種兩線制多探頭可連續(xù)耐高溫射頻導(dǎo)納控制器，包括設(shè)置有絕緣套的探頭，
其特征在于所述探頭至少包括測(cè)量探頭和參比探頭，測(cè)量探頭連接有用于測(cè)量 液位或物位及介質(zhì)變化的測(cè)量變送器，參比探頭連接有用于測(cè)量介質(zhì)變化的參比 變送器，測(cè)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；所述絕 緣套為陶瓷密封絕緣套。
所述測(cè)量探頭和參比探頭通過(guò)同軸電纜分別與測(cè)量變送器和參比變送器連接。 所述陶瓷密封絕緣套包括陶瓷密封絕緣長(zhǎng)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(zhǎng)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(cè)量 探極。
所述屏蔽極包括芯管和與芯管焊接的襯套和保護(hù)極。
所述接地極包括長(zhǎng)套和與長(zhǎng)套焊接的接頭和螺紋接管。
采用本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于-
一、 本實(shí)用新型采用兩個(gè)獨(dú)立的變送器聯(lián)到一個(gè)算術(shù)除法器上，測(cè)量變送器 是一個(gè)普通物位變送器，參比變送器是一個(gè)固定探頭長(zhǎng)度的變送器，測(cè)量變送器 可以檢測(cè)出物料的電特性變化和物位的變化，參比變送器因?yàn)樘筋^被物料淹沒(méi)的 長(zhǎng)度是固定不變的，只能檢測(cè)出電特性的變化，因而，當(dāng)測(cè)量不同介質(zhì)時(shí)，無(wú)需 重新標(biāo)定即可測(cè)試。
二、 本實(shí)用新型采用兩個(gè)獨(dú)立的變送器聯(lián)到一個(gè)算術(shù)除法器上，測(cè)量變送器 是一個(gè)普通物位變送器，參比變送器是一個(gè)固定探頭長(zhǎng)度的變送器，測(cè)量變送器 可以檢測(cè)出物料的電特性變化(介電常數(shù)/電導(dǎo)率)和物位的變化，參比變送器因 為探頭被物料淹沒(méi)的長(zhǎng)度是固定不變的，只能檢測(cè)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(hào)正比于實(shí)際液位，與電特性無(wú)關(guān)，從而排除了 掛料的影響。三、 本實(shí)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(wèn)題。
四、 本實(shí)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(shí)用新型在使用中防掛料性能更好、工作更可靠、測(cè)量更準(zhǔn)確、適用 性更廣。


圖l為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖
圖中標(biāo)記為1、測(cè)量探頭，2、參比探頭，3、除法器。
具體實(shí)施方式實(shí)施例l:
一種兩線制多探頭可連續(xù)耐高溫射頻導(dǎo)納控制器，包括設(shè)置有絕緣套的探頭， 探頭至少包括測(cè)量探頭1和參比探頭2，測(cè)量探頭l連接有用于測(cè)量液位或物位及
介質(zhì)變化的測(cè)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(cè)量介質(zhì)變 化的參比變送器即圖中所示的變送器2，測(cè)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；將絕緣套設(shè)為陶瓷密封絕緣套。
本實(shí)用新型屮，測(cè)量探頭1和參比探頭2通過(guò)同軸電纜分別與測(cè)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(zhǎng)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(zhǎng)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(cè)量探極。屏蔽極包括芯管和與芯管焊接的襯套 和保護(hù)極。接地極包括長(zhǎng)套和與長(zhǎng)套焊接的接頭和螺紋接管。
本實(shí)用新型采用兩個(gè)獨(dú)立的變送器聯(lián)到一個(gè)算術(shù)除法器上，測(cè)量變送器是一 個(gè)普通物位變送器，參比變送器是一個(gè)固定探頭長(zhǎng)度的變送器，測(cè)量變送器可以 檢測(cè)出物料的電特性變化(介電常數(shù)/電導(dǎo)率)和物位的變化，參比變送器因?yàn)樘?頭被物料淹沒(méi)的長(zhǎng)度是固定不變的，只能檢測(cè)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(hào)正比于實(shí)際液位，與電特性無(wú)關(guān)。例如測(cè)量變送 器的信號(hào)為k，淹沒(méi)長(zhǎng)度為H，參比變送器的信號(hào)為12，淹沒(méi)長(zhǎng)度為h，則正比關(guān)系 為:H/I1=h/I2,因此，H-lih/12。這樣，測(cè)量就與物料的性質(zhì)無(wú)產(chǎn)在，是一個(gè)相對(duì)
測(cè)量。因而，當(dāng)測(cè)量不同介質(zhì)時(shí)，無(wú)需重新標(biāo)定即可測(cè)試。
本實(shí)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(wèn)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。實(shí)施例2:
本實(shí)用新型在燒結(jié)混合料槽料位測(cè)量中時(shí)，燒結(jié)混合料槽料位的連續(xù)測(cè)量是 燒結(jié)工藝生產(chǎn)的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題,這主要是因?yàn)闊Y(jié)的特殊工藝造成的。料槽呈長(zhǎng) 方體，上方開(kāi)口進(jìn)料，下方開(kāi)口出料，料倉(cāng)內(nèi)的物料由料倉(cāng)下方的布料圓輥支撐 著。本實(shí)用新型在燒結(jié)混合料槽料位測(cè)量中的應(yīng)用原理如下-
本實(shí)用新型利用高頻技術(shù)，由電子線路產(chǎn)生一個(gè)小功率射頻信號(hào)于探頭上， 探頭作為敏感元件，將物位變化轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)反饋給電子線路，采用射頻檢測(cè) 技術(shù)將這種變化檢測(cè)出來(lái)，由控制器進(jìn)行運(yùn)算處理后轉(zhuǎn)換為料位顯示出來(lái)，并輸 出與料位高度成線性的4 20mA標(biāo)準(zhǔn)儀表信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)了料位的連續(xù)測(cè)量。
實(shí)施例3
本實(shí)用新型在尿素裝置中的應(yīng)用本實(shí)用新型由二個(gè)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(hù)器。探頭由一根設(shè)有陶瓷絕緣套的 金屬棒卡緊在金屬法蘭中構(gòu)成，中央金屬棒與法蘭相互絕緣。兩者分別作為電極 的2個(gè)接線端子。在測(cè)量導(dǎo)電介質(zhì)液體時(shí)，根據(jù)被測(cè)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(guò)PC機(jī)或HART 275手操器可以組態(tài)、校驗(yàn)、調(diào)整與檢測(cè)整個(gè)液位系統(tǒng)。 在變送器中還可內(nèi)建系統(tǒng)驗(yàn)證、特征化輸出、D/A數(shù)模校正等程序，使本實(shí)用新 型具有豐富的操作功能，并且具備自我檢測(cè)和遠(yuǎn)程通訊的特點(diǎn)。當(dāng)按要求安裝仍 達(dá)不到抗干擾能力時(shí)，還可購(gòu)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(shí)施例4
本實(shí)用新型在石化領(lǐng)域的應(yīng)用射頻導(dǎo)納中"導(dǎo)納"的含義為電學(xué)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(dǎo)納技術(shù)可以理解為用高頻電流測(cè)量導(dǎo)納的方法。本實(shí)用新型與電容技術(shù)的 重要區(qū)別是采用了三端技術(shù)和測(cè)量參量的多樣性。電路單元中心端測(cè)量信號(hào)與同 軸電纜中心線連接，然后連接到探頭中心端上。同時(shí)同軸電纜屏蔽層懸浮在一個(gè) 幅度非常小又非常穩(wěn)定的，但與測(cè)量信號(hào)等電位、同相位、同頻率、但又沒(méi)有直 接電氣關(guān)系即互相隔離的電平上，其效果相當(dāng)于測(cè)量信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)增益為"1"、 驅(qū)動(dòng)能力很強(qiáng)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(dú)立的導(dǎo)線。由于同軸電纜的中心線與外層屏蔽 層存在上述關(guān)系，所以二者之間沒(méi)有電位差，也就沒(méi)有電流流過(guò)，即沒(méi)有電流從 中心線漏出來(lái)，相當(dāng)于二者之間沒(méi)有電容或電容等于零。因此電纜的溫度效應(yīng)， 安裝電容等也就不會(huì)產(chǎn)生影響。對(duì)于探頭上的掛料影響問(wèn)題，采用一種新的探頭 結(jié)構(gòu)，即五層同心結(jié)構(gòu)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(lái)。與同軸電纜的情況是一樣的，中心探 桿與屏蔽層之間沒(méi)有電勢(shì)差，即使探頭上掛料阻抗較小，也不會(huì)有電流流過(guò)，電 子儀器測(cè)量的僅僅是從探頭中心探桿到對(duì)面罐壁(地)的電流，因?yàn)槠帘螌幽茏璧K 電流沿探頭返回流向容器壁，因而對(duì)地電流只能經(jīng)探頭末端通過(guò)被測(cè)物料到對(duì)面 容器壁。雖然屏蔽層與容器之間存在電勢(shì)差，兩者之間有電流流過(guò)，但該電流不 被測(cè)量，不影響測(cè)量結(jié)果。這樣就將測(cè)量端保護(hù)起來(lái),不受掛料的影響。只有容器 中的物料確實(shí)上升到中心探桿時(shí)，通過(guò)被測(cè)物料，中心探桿與地之間才能形成被 測(cè)電流，儀器檢測(cè)到該電流，產(chǎn)生有效輸出信號(hào)。射頻導(dǎo)納技術(shù)由于引入了除電 容以外的測(cè)量參量，尤其是電阻參量，使得儀表測(cè)量信號(hào)信噪比上升，大幅度地 提高了儀表的分辨率、準(zhǔn)確性和可靠性；測(cè)量參量的多樣性也有力地拓展了儀表 的可靠應(yīng)用領(lǐng)域。
顯然，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)所掌握的技術(shù)知識(shí)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(shí)用新型基本技術(shù)方案的多種形式，這些形式上 的變換均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種兩線制多探頭可連續(xù)耐高溫射頻導(dǎo)納控制器，包括設(shè)置有絕緣套的探頭，其特征在于所述探頭至少包括測(cè)量探頭(1)和參比探頭(2)，測(cè)量探頭(1)連接有用于測(cè)量液位或物位及介質(zhì)變化的測(cè)量變送器，參比探頭(2)連接有用于測(cè)量介質(zhì)變化的參比變送器，測(cè)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；所述絕緣套為陶瓷密封絕緣套。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的兩線制多探頭可連續(xù)耐高溫射頻導(dǎo)納控制器，其特 征在于所述測(cè)量探頭(1)和參比探頭(2)通過(guò)同軸電纜分別與測(cè)量變送器和 參比變送器連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的兩線制多探頭可連續(xù)耐高溫射頻導(dǎo)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(zhǎng)套和陶瓷密封絕緣短套。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的兩線制多探頭可連續(xù)耐高溫射頻導(dǎo)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(zhǎng)套。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的兩線制多探頭可連續(xù)耐高溫射頻導(dǎo)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(cè)量探極。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的兩線制多探頭可連續(xù)耐高溫射頻導(dǎo)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(hù)極。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的兩線制多探頭可連續(xù)耐高溫射頻導(dǎo)納控制器，其特 征在于所述接地極包括長(zhǎng)套和與長(zhǎng)套焊接的接頭和螺紋接管。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種兩線制多探頭可連續(xù)耐高溫射頻導(dǎo)納控制器，包括設(shè)置有絕緣套的探頭，探頭至少包括測(cè)量探頭和參比探頭，測(cè)量探頭連接有用于測(cè)量液位或物位及介質(zhì)變化的測(cè)量變送器，參比探頭連接有用于測(cè)量介質(zhì)變化的參比變送器，測(cè)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(shí)用新型無(wú)需重新標(biāo)定即可測(cè)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(wèn)題，且可在800-1000度的高溫下使用。
文檔編號(hào)G01F23/22GK201251469SQ20082006496
公開(kāi)日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2008年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月1日
發(fā)明者黃戰(zhàn)鵬 申請(qǐng)人:黃戰(zhàn)鵬