PRF-100射频导纳分体

1、北京兰普森科技有限责任公司 PRF-100射频导纳物位开关（分体高温型）安装调试说明书一 原理射频导纳是一种从电容式发展起来的、防挂料、更可靠、更准确、适用性更广的料位控制技术，射频导纳中导纳的含义为电学中阻抗的倒数，它由电阻性成分、电容性成分、感性成分综合而成，而射频即100KHZ无线电波谱，所以射频导纳可以理解为用100KHZ无线电波测量导纳。1 电容式物位测量原理实验室中，平行板电容器是一个理想型的电容器，其电容量为：C=S / D ，其中为两电容极板间介质的介电常数，S为两极板间面积，D为两极板间距离。对于一个料仓，安装一个测量电极系统，形成一个同轴电容器。仓内存在一个电容C=0S H

2、 0 / D +S（ H- H 0 ）/ D ，其中0为两电极间空气的介电常数，0=1.0006，近似=1；为两电极间介质的介电常数，S为两极板间等效面积，D为两极板间距离，H0为空气段探头长度，H为探头长度。对于一个固定的料仓来说，物料的 是固定的，S、D 也是固定的，所以，推导上式可知，测量电容与物料的高度成正比。 利用检测桥路上的可调电容可以平衡掉初始电容，包括安装电容和线缆电容等，只剩下探头物料电容，该电容信号经放大后，输出一个与料位成正比的信号。这种电容式原理存在一个严重弱点：即物位升高淹没探头后又落下去时，探头可能会留有附着物即挂料。这会导致被测电容加大，如果是导电液体情况会更严重

3、，产生很大的误差。另一个缺点是探头到电路单元之间的连接电缆，在这相当于一个较大的电容，而且随温度变化。这个变化的电缆电容与物位电容叠加在一起会引起很大的误差，尤其在物料介电常数较低的场合，信号较小，这些误差将是很严重的。而射频导纳技术就能克服上述缺点。2 点位射频导纳原理 点位射频导纳技术与电容技术的重要区别是采用了三端技术，如图3。在电路单元测量信号上引出一根线，经同相放大器放大，其输出与同轴电缆屏蔽层相连，然后又连到探头的屏蔽层上（Cote-shield元件）。该放大器是一个同相放大器，其增益为“1”，输出信号与输入信号等电位、同相位、同频率但互相隔离。地线是电缆中另一条独立的导线。由于同

4、轴电缆的中心线与外层屏蔽存在上述关系，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。对于探头上的挂料问题，采用一种新的探头结构如图，五层同心结构：最里层是中心测杆，中间是Cote-shield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。图4给出了探头上挂料的等效电路。与同轴电缆的情况是一样的，中心测杆与屏蔽层之间没有电势差，即使传感元件上挂料阻抗很小，也不会有电流流过，电子仪器测量的仅仅是从探头中心到主要是到对面罐壁（地）的电流，因为Cote-shield元件能阻碍电流沿探头

5、向上流向容器壁，因而对地电流只有经探头末端通过被测物料到对面容器壁。即UA=UB IAB=（UA-UB）R=0。由于屏蔽层与容器壁之间存在电势差，两者之间虽有电流流过，但该电流不被测量，不影响测量结果。这样就将测量端保护起来，不受挂料的影响。只有容器中的物位确实上升接触到中心测杆时，通过被测物料，中心测杆与地之间形成被测电流。二 拆箱 小心的打开包装箱并除去包装箱内的填充物，仔细核对装箱单内的每项条款，包括仪表型号、安装附件、说明书等 ，若发现有缺货与装箱单不符或破损现象，请立刻与我公司联系。三 查看说明书 该说明书包括仪表的技术参数、安装及调试规范，请仔细阅读说明书中的每一项内容，如对说明书

6、中的内容有不明白的地方，可以打电话或传真的方式与我公司联系。PRF-100系列控制系统包括 1个传感元件,1个电子单元及1套壳体, 分体型还包括1套连接传感元件和电子单元的信号电缆。四技术参数性能指标 1. 电源要求：交流系统：标准：215265VAC 50/60Hz， 5W (最大) 直流系统： 24VDC系统：1929VDC, 3W (最大) 2输出：DPDT继电器 触点容量 220VAC 5A 无感，3A有感3环境温度： -4063 使用温度：标准型-40250高温型-408004响应时间：标准 0.2秒 延时(可选)：090秒5灵敏度：0.15pF或更小6故障保险：现场可设置为HLFS

7、(高位故障保险)或LLFS(低位故障保险)7温度影响： 0.1pF/308线电压影响：120VAC时 0.2pF/20V9. 稳定性： 0.1pF/6mo (最大漂移)10.火花保护： 标准10A 加防护器100A11传感元件安装 ：3/4 NPT或法兰安装12 插入长度：标准18(IL)-10(CSL) 18(IL)-3.5(CSL) 36(IL)-10(CSL)13电器接口：电气接口为3/4NPT，标准电缆长度为7.65米，最长45.7米(仅对分体) 14. 外壳：符合NEMA1-5、4X和12&13(IP65)的防护标准,符合1区、2区所有组别的防爆要求15. 防爆区域等级: 电缆、传感

8、元件在1区、2区的所有组别本安防爆,由本安电源供电的电路单元在1区、2区的所有组别内本安防爆五安装 请用户按照本说明书中的安装规范进行安装：根据现场情况的不同可分为整体安装和分体安装。一般采用在罐顶垂直安装的方式，在测量非导电物料介质时，也可以采用侧壁横装或斜装。当采用侧装时，最好使仪表向下倾斜30度安装。根据安装方式不同，又可以分为安装座安装和法兰安装。注意：传感元件的屏蔽端一定要伸入罐壁最小为50mm。1安装管座安装：要求安装座长度小于。 管座安装 法兰安装 2法兰安装：容器壁上要求有与之配套的下法兰，但要求高度不得大于。仪表的屏蔽端要伸出罐壁最小为50mm。错误安装 正确安装3.分体垂直

9、安装 4.分体水平安装：5.倾斜安装：6.其它安装方式： 钓鱼杆式安装：当罐体的安装条件受到限制时，只能侧面安装且量程又较大时，使用此种方式。探头底部带固定支撑安装：当罐体内有较强的搅拌且量程大于3米时，需要在探头的未端进行固定。 钓鱼杆式安装 带固定支撑安 带地锚安装 低导电物料应用(加长探头)7安装要求：A.当安装探头时，将传感器插入罐体，用管钳夹住探头根部拧紧即可。注意不要图省事拧变送器兰色壳体，因为在拧紧的过程中，有可能兰色壳体与探杆发生松动，造成内部接线拉断。在出厂时壳体内部（整体式）的电子单元与探头间的连接电缆已接好，用力拧壳体会使内部的电缆及火花防护器损坏。B.当仪表安装处有较高

10、的温度、较强的振动、较强的电磁场，腐蚀性气体及任何可能造成机械损坏的地方，请将仪器换成分体式安装。安装位置应尽量避开加热盘管，或将部分加热盘管绕行，当在灰斗上使用时，距离探头半米内，不应有妨碍飞灰运动的障碍物。如果经常有大块物料冲击，则需要选用平板式料位仪。C.分体安装的信号电缆，只能使用DE公司提供的电缆，并且只可截短不可加长，多余部分的电缆也不能盘起，过长的部分应剪掉，并且电缆应加穿护线钢管。D.仪表安装时,必须保证探头的中心探杆和屏蔽层与容器壁互不接触,绝缘良好,安装螺纹与容器连接牢固，电器接触良好。E.仪器的安装位置由安装嘴的位置或容器开口位置来决定。当处于安装嘴中，注意不要超过传感元

11、件的第一层绝缘层, 即探头屏蔽层必须伸到容器内部，Cote-shield端要伸出罐壁或内部挂料层最小50mm。在安装时，要保证传感元件的绝缘层不被割破或划破。 F.仪表探头应尽量避开物料的冲击，水平安装时，当测量的物料较坚硬且较重，对探头的冲击较大，应在探头上方焊一挡板，防止探头被砸弯。G.仪表的信号回路应采用二芯屏蔽线，以减少干扰，屏蔽层接大地，大地应为标准仪表地，切不可接至动力地。变送器与被测粉仓也必须实施良好接地，以提高测量精度。H.当测量绝缘物料时（如在灰斗上），静电较强，须安装特制的火花保护器。I当测量的介质介电常数过小时，应加长探头或改用高灵敏度单元。六调试1 检查传感元件接线 分

12、体接线图 整体接线图滤波器接线 火花塞接线整体式系统传感元件与电子单元的接线已由厂家接好。如需重新接线，请见上图的正确接法。所有传感器的接线端均接至电路板背面一侧。请确保屏蔽线接电子单元的屏蔽端（标记），中心线(蓝色)接电子单元的探头端（标记），因采用金属外壳，电子单元端地线可不接。探头端，屏蔽线的中心线接探头中心杆，屏蔽线的屏蔽层接探头屏蔽层，当探头没有屏蔽端时，把连接电缆上的屏蔽端剪掉。2.检查电源接线所有电源接线均接至电子单元机座顶部的端子板上。3故障保险选择故障保险也可在现场由安装在仪器电路板上的 故障保险端选择跳线进行设置。在上位时为高位报警，在下位时为低位报警。如右图所示故障保险跳

13、块位置。 4继电器的连接继电器具有一双刀双掷(DPDT)输出，继电器仅作为 一个开关，不能直接带动报警器或其他较大功率设备动作。所有继电器均接至电子单元机座顶部的端子板上。绿灯灭时继电器处于报警状态（在断电或仪表有故障时，继电器也处于报警状态）。高位故障保险通常用于高位报警，当物料超过探头或仪表出现故障时，发出高位报警信号。低位故障保险通常用于低位报警，当物料低于探头或仪表出现故障时，发出低位报警信号。注意：处于危险区域内的系统在打开防爆机壳进行仪表标查之前，首先先检查该区域是否是无危险的。当完成标定后，必须重新将机壳装好。每一与防爆机壳相连的接线必须配有一经认证过的密封配件。5.标定 A给仪

14、表单元上电。B工作点调整如右上图所示的设定点电位器是用于调节电子单元继电器的动作，顺时针旋转，继电器工作点升高，逆时针旋转，继电器工作点降低。LED灯亮意味电子单元继电器动作，表示处于正常状态，而LED灯灭意味电子单元继电器复位，表示处于报警状态。 厂家均设置为适用于测量导电物料水溶液，若用于这类场合中，则不需再进行标定。（1）水平安装绝缘物料的标定 A. 确定物料恰好在传感元件之下，即未 接触物料。如右图。 B.先将工作点调节旋钮逆时针旋转到头，然后顺时针旋转到LED亮。 C升高物位令其恰好接触到传感元件。 (LED将改变状态)。D记下调节工具此时的位置。然后顺时针缓慢地调节旋钮，直至继电器

15、再次动作或顺时针拧到头。记下所拧圈数。 E.逆时针调节旋钮，调节圈数为刚才记下圈 数的一半。 F.对于再标定来讲，所记下的1/2的圈数为“预负载”。 标定完成。 注意：若传感元件接触物料与未接触物料之间所对应的调节圈数少于1圈，请向厂家咨询。若被测介质的介电常数或导电性改变了，工作点也将改变。在空仓情况下，若旋转电位器设定点顺时针到头找不到临界点（在高位报警时灯灭），调不亮，则零点电容太大，需要在电子单元上加一个垫整电容。 仪表出厂时均设置跳块为高报，若安装在低位，用来测量低位报警，也可不用改变跳块位置，把输出接线接在相对的触点上(常闭)，调试方法与高报相同，只是灯的状态相反，由亮到灭。 绝缘

16、被测介质垂直安装 （2）垂直安装绝缘物料及导电物料的标定 A.在传感元件的测量部分设置所需控制点(最少3英寸)。 B.用所提供的标定螺丝刀从逆时针到头开始缓慢顺时针调节工作点旋钮至继电器恰好动作(LDE改变状态)。记住所旋圈数。C.记下顺时针旋转圈数，为再标定做准备。 标定完成。 (3)再标定 A.对于（1）的再标定，将进行步骤A,B,再顺时针按所记的预负载量调节旋钮。 B.对于（2）的再标定，从逆时针到头的位置按所记预负载量顺时针调节旋钮。 C.对于导电被测介质(厂家设置)的再标定，用螺丝刀将旋钮顺时针拧到头，无需其它调节。注意：一般情况下，对于高位报警，空仓条件下便可准确调试，在找到临界点

17、后再顺时针加1/2或3/4 圈即可。 当电位器从一端拧到另一端大约35圈左右，旋转到头时会听到轻微的“咯咯”声，这时应停止旋转，否则会损坏单元。（4）测试： 用手指轻触传感器接线端的中心端（兰端），变送器应动作。可靠的测试方法为：上料实物测试或加电容测试。七故障排除若仪器发生故障时，可将整个系统拆成单个元件来进行检查，若无法找出确切的故障所在，请与我公司联系。1检查电子单元A断开传感元件与仪器的接线，将蓝色线及桔黄色线分别从中心端及屏蔽端断开，包括滤波器、火花塞，但电源线不要断开。 B在中心端与地端接入1050pF间的电容。从工作点旋钮逆时针到头位置开始,用标定螺丝刀缓慢顺时针调节至继电器动作

18、。C再逆时针旋1/4圈数，注意一下继电器两次动作间所差的圈数，若圈数小于1/4，则仪器工作正常，若大于1/4圈则表明单元有问题。 2检查传感元件 A. 断开屏蔽线(桔黄色)及中心线(蓝色)。若传感元件上有物料，用一模拟欧姆表测量 下列阻值：中心端与屏蔽的阻值屏蔽端与地端的阻值 中心端与地端的阻值 B三端之间的阻值应大于： 中心端与屏蔽端 750 屏蔽端与地端 750 中心端与地端 1500 C清除传感器上的挂料。D当传感元件上无挂料时,用一模拟欧姆表测量探头三 端阻值： 中心端与屏蔽的阻值 屏蔽端与地端的阻值 中心端与地端的阻值 E若上述三值均小于1M，请与厂家联系。3检查连接电缆：连接电缆出

19、现的问题主要是短路和断路，把连接电缆从仪表上拆下来，在其一端短路或断开，测量另一端，可以检测出来：A 短路：从探头上拆下连接电缆，使其一端悬空(中心端与屏蔽湍断开)，用万用表在另一端测量电阻应无穷大，三端之间均依此方法进行测量。B 断路：从探头上拆下连接电缆，使其一端短路(中心与屏蔽湍短接)，用万用表在另 一端测量电阻应为零，三端之间均依此方法进行测量。C滤波器：对于飞灰等物料的测量，因摩擦会产生静电，有时会很大，一般要加装滤波器来消除静电影响。滤波器的检查为测其中心端对地的阻值，一般应为一百欧姆左右，无穷大或短路均是坏的。4检查继电器回路 A继电器回路由一组由接线端子板引出，双刀双掷接触器组成。当仪器正