射频导纳式物位计在石化企业的应用

　　0　引言

　　在现代化的炼化生产过程中,无论其加工规模的大小,在原料及成品的进出,生产过程的中间环节,都必不可少地要有许多不同形式的储罐。有的容量大到上万立方米,有的小到几立方米甚至更小。有立式罐、卧式罐、圆柱罐、球形罐等不同的形式。其压力等级从零点几兆帕到几兆帕甚至更高。所储物料大部分为液态。它们的物理、化学性能也不同。为了准确地计量和保证生产的连续平稳性,在各种罐体上都安有不同形式的液位计。可见液位参数同温度、压力、流量一样是炼化生产过程中重要的监测参数之一。

　　液位测量中的传统方式有:浮子、浮筒、差压计、超声波、核射线等。而应用最多的仍是浮子式和差压式两类。形成了在常压的大中型储罐中,以浮子式光导液位计居多;而在压力容器储罐中,则以差压的单(双)法兰液位计占主导。同样的仪表在不同的环境下,尤其是在北方冬季寒冷的室外应用时,取得的效果是不同的。比较突出的例证之一,便是液化汽储罐、沥青氧化塔及电脱盐罐液位的测量,多种传统形式的液位计,都没有满意的效果,且维护困难。新引用的射频导纳式物位计能较好地解决了上述问题。

　　1　射频导纳式物位计的基本工作原理

　　射频导纳式物位控制技术是从电容式物位控制技术发展起来的,它是一种防挂料(传感器上粘附之物称为挂料)性能更好、工作更可靠、测量更准确、适用性更广的物位控制技术。射频导纳中“导纳”的含义为电学中阻抗的倒数,它由阻性成份、容性成份、感性成份综合而成,而“射频”即高频,所以射频导纳技术可以理解为用高频电流测量导纳的方法。

　　射频导纳技术与电容技术的重要区别是采用了三端技术和测量参量的多样性。电路单元中心端测量信号与同轴电缆中心线连接,然后连接到传感器中心端上。同时同轴电缆屏蔽层悬浮在一个幅度非常小又非常稳定的,但与测量信号等电位、同相位、同频率、但又没有直接电气关系即互相隔离的电平上,其效果相当于,测量信号经过一个增益为“1”、驱动能力很强的同相放大器,输出与同轴电缆屏蔽层相连,然后再连接到传感器的屏蔽层上。地线是电缆中另一条独立的导线。由于同轴电缆的中心线与外层屏蔽层存在上述关系,所以二者之间没有电位差,也就没有电流流过,即没有电流从中心线漏出来,相当于二者之间没有电容或电容等于零。因此电缆的温度效应,安装电容等也就不会产生影响。

　　对于传感器上的挂料影响问题,采用一种新的传感器结构,即五层同心结构:最里层是中心探杆,中间是屏蔽层,最外面是接地的安装螺纹,用绝缘层将其分别隔离起来。与同轴电缆的情况是一样的,中心探杆与屏蔽层之间没有电势差,即使传感器上挂料阻抗较小,也不会有电流流过,电子仪器测量的仅仅是从传感器中心探杆到对面罐壁(地)的电流,因为屏蔽层能阻碍电流沿传感器返回流向容器壁,因而对地电流只能经传感器末端通过被测物料到对面容器壁。