液位計(jì)的發(fā)展和液位計(jì)的產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)化的規(guī)模的增大，這個給我們另外一個困擾，就是對于液位計(jì)的選型上就有了一定的不知所措。面對令郎滿目的液位計(jì)，怎樣去選擇適合自己的液位計(jì)型號呢？怎樣去花zui少的錢，發(fā)揮zui大的用處呢？在伺服式液位計(jì)與射頻導(dǎo)納式液位計(jì)的比較上就有很多的問題和困擾，今天就又安徽賽科環(huán)?？萍加邢薰靖蠹医榻B一下關(guān)于他們的比較。

    射頻導(dǎo)納是一種從電容式發(fā)展起來的、防掛料、更可靠、更準(zhǔn)確、適用性更廣的新型物位控制技術(shù)，是電容式物位技術(shù)的升級。所謂射頻導(dǎo)納，導(dǎo)納的含義為電學(xué)中阻抗的倒數(shù)，它由電阻性成分、電容性成分、感性成分綜合而成，而射頻即高頻液位計(jì)無線電波譜，所以射頻導(dǎo)納可以理解為用高頻無線電波測量導(dǎo)納。儀表工作時，儀表的傳感器與灌壁及被測介質(zhì)形成導(dǎo)納值，物位變化時，導(dǎo)納值相應(yīng)變化，電路單元將測量導(dǎo)納值轉(zhuǎn)換成物位信號輸出，實(shí)現(xiàn)物位測量。

    對于連續(xù)測量，射頻導(dǎo)納技術(shù)與傳統(tǒng)電容技術(shù)的區(qū)別除了上述講過的以外，還增加了兩個很重要的電路，這是根據(jù)導(dǎo)電掛料實(shí)踐中的一個很重要的發(fā)現(xiàn)改進(jìn)而成的。上述技術(shù)在這時同樣解決了連接電纜問題，也解決了垂直安裝的傳感器根部掛料液位變送器問題。所增加的兩個電路是振蕩器緩沖器和交流變換斬波器驅(qū)動器。

    對一個強(qiáng)導(dǎo)電性被測介質(zhì)的容器，由于被測介質(zhì)是導(dǎo)電的，接地點(diǎn)可以被認(rèn)為在探頭絕緣層的表面，對變送器來說僅表現(xiàn)為一個純電容。隨著容器排料，探桿上產(chǎn)生掛料，而掛料是具有阻抗的。這樣以前的純電容現(xiàn)在變成了由電容和電阻組成的復(fù)阻抗，從而引起兩個問題。
   
    *個問題是液位本身對探頭相當(dāng)于一個電容，它不消耗變送器的能量，（純電容不耗能）。但掛料對探頭等效電路中含有電阻，則掛料的阻抗會消烘箱耗能量，從而將振蕩器電壓拉下來，導(dǎo)致橋路輸出改變，產(chǎn)生測量誤差。我們在振蕩器與電橋之間增加了一個緩沖放大器，使消耗的能量得到補(bǔ)充，因而不會降低加在探頭的振蕩電壓。

    第二個問題是對于導(dǎo)電被測介質(zhì)，探頭絕緣層表面的接地點(diǎn)覆蓋了整個被測介質(zhì)及掛料區(qū)，使有效測量電容擴(kuò)展到掛料的頂端。這樣便產(chǎn)生掛料誤差，且導(dǎo)電性越強(qiáng)誤差越大。但任何被測介質(zhì)都不是*導(dǎo)電的。從電學(xué)角度來看，掛料層相當(dāng)于一個電低速離心機(jī)阻，傳感元件被掛料覆蓋的部分相當(dāng)于一條由無數(shù)個無窮小的電容和電阻元件組成的傳輸線。根據(jù)數(shù)學(xué)理論，如果掛料足夠長，則掛料的電容和電阻部分的阻抗相等。因此根據(jù)對掛料阻抗所產(chǎn)生的誤差研究，又增加一個交流驅(qū)動器電路。該電路與交流變換器或同步檢測器一起就可以分別測量電容和電阻。由于掛料的阻抗和容抗相等，則測得的總電容相當(dāng)于C+C掛料，再減去與C 掛料相等的電箱式電阻爐阻R，就可以實(shí)際測量真實(shí)值，從而排除掛料的影響。

           即C測量=C+C掛料
           C=C測量C掛料
            =C測量 R
      這些，多參量的測量，是必須得基礎(chǔ)，交流鑒相采樣器是實(shí)現(xiàn)的手段。由于使用了上述三項(xiàng)技術(shù)，使得射頻導(dǎo)納技術(shù)在現(xiàn)場應(yīng)用中展現(xiàn)出非凡的生命力。

     伺服式液位計(jì)基于浮力平衡的原理，由微伺服電動機(jī)驅(qū)動體積較小的浮子，能地測出液位等參數(shù)。如圖1所示，浮子用測量鋼絲懸掛在儀表外殼內(nèi)，而測量鋼絲纏繞在精密加工過的外輪鼓上；外磁鐵被固定在外輪鼓內(nèi)，并與固定在內(nèi)輪鼓的內(nèi)磁鐵耦合在一起。

    當(dāng)液位計(jì)工作時，浮子作用于細(xì)鋼絲上的重力在外輪鼓的磁鐵上產(chǎn)生力矩，從而引起磁通量的變化。輪鼓組件間的磁通量變化導(dǎo)致內(nèi)磁鐵上的電磁傳感器（霍爾元件）的輸出電壓信號發(fā)生變化。其電壓值與儲存于CPU中的參考電壓相比較。當(dāng)浮子的位置平衡時，其差值為零。當(dāng)被測介質(zhì)液位變化時，使得浮子浮力發(fā)生改變。其結(jié)果是磁耦力矩被改變，使得帶有溫度補(bǔ)償?shù)幕魻栐妮敵鲭妷喊l(fā)生變化。該電壓值與CPU中的參考電壓的差值驅(qū)動伺服電動機(jī)轉(zhuǎn)動，調(diào)整浮子上下移動重新達(dá)到平衡點(diǎn)。整個系統(tǒng)構(gòu)成了一個閉環(huán)反饋回路（如圖1所示），其度可達(dá)±0.7mm，而且，其自身帶有的掛料補(bǔ)償功能，能夠補(bǔ)償由于鋼絲或浮子上附著被測介質(zhì)導(dǎo)致的鋼絲張力的改變。

     測量界面的原理與測量液位基本相同，即根據(jù)原油與水兩種介質(zhì)密度的不同導(dǎo)致所受浮力的不同而進(jìn)行的界面測量。

    伺服式液位計(jì)與射頻導(dǎo)納式液位計(jì)的比較：

          射頻導(dǎo)納式液位計(jì)采用的是利用高頻電流測量探頭與容器兩個極板之間的電容值來計(jì)算出液位，它是在傳統(tǒng)電容式物位計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，增加了探頭根部抗粘附、抗冷凝的功能。但射頻導(dǎo)納式液位計(jì)在這一工況的實(shí)際應(yīng)用中并不理想，主要原因有兩點(diǎn)。一是當(dāng)沉降罐排水時，油水界面下降，原油層下降到罐內(nèi)較低位置，經(jīng)過一段時間后，由于不斷的進(jìn)料，水不斷的沉降，使得油水界面上升，但是由于原油的附著性，在探桿表面還會附著一層油膜。射頻導(dǎo)納式液位計(jì)所測量出的電容量為
    C=ε×S/D

    式中：ε——電容兩極板間介質(zhì)的介電常數(shù)；
          S——極板面積；
          D——極板間距離。

             此公式可知，介質(zhì)介電常數(shù)的變化是影響測量的關(guān)鍵。

              在使用射頻導(dǎo)納式液位計(jì)測量油水界面時，首先要進(jìn)行實(shí)際標(biāo)定，并且調(diào)整ε值到一適當(dāng)?shù)奈恢茫瑴y量才能夠準(zhǔn)確。由于界面上升后仍然存在著一層油膜附著在探桿上，使得該位置的ε值并不代表實(shí)際應(yīng)檢測的界面的ε值，所以會導(dǎo)致很大的測量誤差。

    二，由于在原 層與水層之間存在著厚薄不定的乳化層，而乳化層也不是單一的層面，存在著油包水、水包油，以及化學(xué)聚合物等，所以其內(nèi)部物性、理化性能均十分不穩(wěn)定，再加上進(jìn)料帶來的擾動使得該乳化層內(nèi)部互相交錯，非常復(fù)雜，而射頻導(dǎo)納式液位計(jì)檢測的是導(dǎo)電性發(fā)生階躍變化的電界面，而且要求上下層的介質(zhì)導(dǎo)電性至少相差5倍以上才能準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，所以在介質(zhì)導(dǎo)電性模糊不清的工況是無法很好地測量的。

    實(shí)際現(xiàn)場，我們在同一罐上同時使用了伺服式液位計(jì)和射頻導(dǎo)納式液位計(jì)，并同時送信號到控制室的微機(jī)屏幕上進(jìn)行顯示。結(jié)果，射頻導(dǎo)納式液位計(jì)的信號波動非常不穩(wěn)定，波動zui大超過了20cm，而伺服式液位計(jì)的測量結(jié)果非常穩(wěn)定，由此我們看到伺服式液位計(jì)在測量油水界面時其穩(wěn)定性和重復(fù)性是射頻導(dǎo)納等其他儀表所*的。
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