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射頻導(dǎo)納液位開關(guān)在己內(nèi)酰胺裝置脈沖罐的應(yīng)用

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 【摘 要】 以DREXELBROOK公司的射頻導(dǎo)納液位開關(guān)為例,從結(jié)構(gòu)、原理和應(yīng)用幾個(gè)方面進(jìn)行分析,使人們清楚的看到其在己內(nèi)酰胺裝置應(yīng)用的效果,從而更好的被利用在其它行業(yè)中。

 
1 射頻導(dǎo)納液位開關(guān)原理
        點(diǎn)位射頻導(dǎo)納技術(shù)與電容技術(shù)的重要區(qū)別是采用了三端技術(shù)。在電路單元測(cè)量信號(hào)上引出一根線,經(jīng)同相放大器放大,其輸出與同軸電纜屏蔽層相連,然后又連到探頭的屏蔽層上(Cote-shield元件)。該放大器是一信號(hào)與輸入信號(hào)燈電位、同相位、同頻率但相互隔離。地線是同軸電纜中另一條獨(dú)立的導(dǎo)線。由于同軸電纜的中心線與外層屏蔽存在上述關(guān)系,所以二者之間沒(méi)有電位差,也沒(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。
射頻導(dǎo)納液位開關(guān)的工作原理圖以及安裝測(cè)量原理圖
        對(duì)于探頭上的掛料問(wèn)題,采用一種新的探頭結(jié)構(gòu)如圖,五層同心結(jié)構(gòu):最里層是中心測(cè)桿,中間是Cote-shield屏蔽層,最外面是接地的安裝螺紋,用絕緣層將其分別隔離起來(lái)。圖4給出了探頭上掛料的等效電路。與同軸電路的情況是一樣的,中心測(cè)桿與屏蔽層之間沒(méi)有電勢(shì)差,即使傳感器元件上掛料阻抗很小,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主要是到對(duì)面罐壁(地)的電流,因?yàn)镃ote-shield元件能阻礙電流沿探頭向上流向容器壁,因而對(duì)地電流只有經(jīng)探頭末端通過(guò)被測(cè)物料到對(duì)面容器壁。即U A =U B I AB =(U A -U B )÷R=0。由于屏蔽層與容器壁之間存在電勢(shì)差,兩者之間雖有電流流過(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。只有容器中的物位確實(shí)上升到中心測(cè)桿時(shí),通過(guò)被測(cè)物料,中心測(cè)桿與地之間形成被測(cè)電流。
 
2 脈沖罐的工作特點(diǎn)
        脈沖機(jī)構(gòu)的4個(gè)脈沖罐其中兩個(gè)作為吸料管,另外兩個(gè)作為排料罐。當(dāng)循環(huán)泵啟動(dòng)后,己內(nèi)酰胺水溶液就會(huì)從吸料罐進(jìn)入塔內(nèi),一定時(shí)間后通過(guò)旋轉(zhuǎn)閥排料罐與塔相連,己水液就會(huì)從塔內(nèi)流到排料罐,如此往復(fù)的循環(huán),結(jié)果就是塔內(nèi)物料將以一定頻率上下波動(dòng)。脈沖罐內(nèi)的液位通過(guò)提供高壓氮或吹掃氮來(lái)控制到正常液位在一定范圍內(nèi)頻繁波動(dòng),脈沖罐總高度僅1米左右,液位可在1秒內(nèi)從底部到頂部波動(dòng)N次,液位報(bào)警開關(guān)要求及時(shí)準(zhǔn)確的指示同時(shí)主控進(jìn)行計(jì)數(shù)聯(lián)鎖并將報(bào)警信息反饋給工藝操作人員。
 
        其中的一個(gè)吸料罐和一個(gè)排料罐裝有玻璃板液位計(jì),低液位報(bào)警器和高位開關(guān)。工藝要求高位開關(guān)反應(yīng)準(zhǔn)確以確保脈沖罐內(nèi)的液位高度,防止液位過(guò)高將脈沖罐頂部沖裂造成不必要的停車事故。脈沖罐內(nèi)的己水液為導(dǎo)電液體,液位開關(guān)的選取應(yīng)考慮這方面。
 
3 電極的材料與性能
        射頻導(dǎo)納物位開關(guān)其測(cè)量電極是由內(nèi)極和外套兩部分組成,內(nèi)極材料316L,外套用H、A專用材料。此材料在3.4MPa壓力下可耐溫度220℃,而且耐酸堿度高,可在各種較苛刻的環(huán)境下工作。據(jù)此射頻導(dǎo)納物位開關(guān)的電極完全可以在己內(nèi)酰胺脈沖罐所控制的溫度與壓力下正常工作。
 
4 應(yīng)用實(shí)例
        2015年10月,我事業(yè)部在大檢修期間將脈沖罐原電容式高、低液位開關(guān)(LSL7355/7357、LSH7356/7358)更換成美國(guó)DREXELBROOK公司的射頻導(dǎo)納料位開關(guān)。脈沖罐內(nèi)主要是己內(nèi)酰胺水溶液,為導(dǎo)電液體,受工況影響己水液的介電常數(shù)也會(huì)有不同程度的波動(dòng),這就對(duì)液位開關(guān)的靈敏度有更高的要求。射頻導(dǎo)納液位開關(guān)應(yīng)該滿足要求。通過(guò)近半年的使用情況來(lái)看,儀表一經(jīng)標(biāo)定,工作就非常穩(wěn)定,而且對(duì)于工藝溫度和壓力的變化基本不受影響,能夠正常的反應(yīng)液位的高、低位。
 
5 綜述
        通過(guò)使用我們認(rèn)為射頻導(dǎo)納液位開關(guān)是一種高可靠性、免維護(hù)的液位開關(guān),安裝非常簡(jiǎn)單,即可螺紋安裝也可法蘭連接,尤其對(duì)于各種復(fù)雜惡劣的場(chǎng)合以及不同粘性導(dǎo)電介質(zhì)通用性非常高,其特點(diǎn)是:
(1)利用調(diào)頻原理增強(qiáng)了抗電信號(hào)干擾性
(2)不僅可以檢測(cè)電容,還可檢測(cè)電阻與電感,與電容式物位計(jì)相比增加了可靠性與準(zhǔn)確性。
(3)解決了傳感器根部掛料的問(wèn)題。
(4)對(duì)于導(dǎo)電介質(zhì)能夠正確的做出反應(yīng),并且靈敏度較高。
(5)儀表標(biāo)定后,維護(hù)量幾乎為零。它是通過(guò)變頻自動(dòng)調(diào)校。

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