Desde el concepto y principio de la conductividad de RF hasta cómo su correcta selección

Con el desarrollo de la tecnología de detección de nivel por radiofrecuencia (RF), los productos capacitivos han evolucionado gradualmente hacia productos conductivos, que pueden utilizarse para medir el nivel de fluidos en contenedores bajo diversas condiciones de funcionamiento. Sin embargo, según la información recabada por los usuarios, muchos aún desconocen el principio de la admitancia de RF y los interruptores de nivel de admitancia de RF, y no saben cómo seleccionar el tipo correcto. Por ello, este artículo combina el concepto de conductividad de RF con el principio de funcionamiento de los interruptores de nivel de conductividad de RF para explicar cómo seleccionar correctamente un interruptor de nivel de conductividad de RF.

Primero. Concepto y principio de la conductividad de radiofrecuencia.

La tecnología de conductividad por radiofrecuencia se utiliza principalmente para detectar niveles midiendo la constante dieléctrica y la conductividad del material. Cuando la conductividad del medio medido es alta, los sensores capacitivos pueden generar errores debido a la adhesión del medio al sensor. Sin embargo, los sensores de conductividad pueden eliminar este error al medir tanto la capacitancia como la resistencia.

La conductancia, como concepto físico, es la inversa de la impedancia, y dado que la inductancia es mínima en el proceso real, dicha conductancia se reduce a capacitancia y resistencia. Para una medición precisa del nivel, se requiere una señal de radiofrecuencia (RF) adecuada en el rango de 15 a 400 kHz. Esta técnica de medición de nivel se conoce comúnmente como conductancia de RF.

Tras comprender el concepto de admitancia de RF, se entiende el principio de Interruptor de nivel de admitancia de RF También es más fácil de entender. El interruptor de nivel de conductividad RF se utiliza para medir y controlar el nivel detectando el cambio en la reactancia (capacitiva e impedancia) entre la sonda y el cuerpo del tanque. La unidad electrónica interna, que consta de un poste de medición de sonda y la reactancia entre el tanque vacío, forma un circuito puente balanceado y genera una señal de oscilación estable. Cuando el medio medido cubre el poste de medición de la sonda, provoca un cambio en la reactancia entre el poste de medición de la sonda y el tanque, lo que provoca que el circuito puente se desequilibre y deje de generar la señal de oscilación. El circuito de procesamiento detecta este cambio y emite una señal de alarma. La señal de oscilación, como señal RF aplicada al poste de medición de la sonda, también se envía después de un seguidor de voltaje 1:1 al polo de protección de la sonda. La señal RF del polo de medición y del polo de protección tienen el mismo potencial, la misma fase, la misma frecuencia y están aisladas entre sí. Cuando la sonda tiene material colgante, no existe diferencia de potencial entre el poste de medición y el poste de protección para formar un aislamiento eléctrico que garantice que el cambio de señal del poste de protección no afecte la detección, de modo que el cambio de reactancia en el poste de medición de la sonda solo pueda ser determinado por el material entre el poste de medición de la sonda y el tanque, de manera que el material colgante en la sonda no afecte la detección normal.

Segundo, la selección correcta del interruptor de nivel de admitancia de RF

Dado que las condiciones de trabajo reales varían, la selección correcta del interruptor de nivel de admitancia de RF afecta directamente al grado de coincidencia y precisión de la medición entre las condiciones de funcionamiento reales y las del sitio. En general, al comprar interruptores de nivel de admitancia de RF, los usuarios deben prestar atención a los siguientes aspectos.

1. Comprender las propiedades del medio de medición.

Según las diferentes propiedades del medio, seleccione el interruptor de nivel de admitancia de RF adecuado.

(1) El interruptor de nivel de admitancia de RF solo se puede utilizar para la medición de nivel con una constante dieléctrica ≥ 1,6, por lo que el medio de medición debe tener una cierta constante dieléctrica.

(2) El interruptor de nivel de admitancia de RF es una medición por contacto, por lo que el material medido no puede ser demasiado grande, para que la sonda de admitancia de RF no se aplaste, doble y dañe, por lo que no es adecuado para la medición de densidad y partículas de medios más grandes.

(3) Al medir medios no conductores, se debe utilizar la sonda con capa aislante en la medida de lo posible para evitar que sustancias corrosivas se mezclen con el medio y corroan la sonda de medición. Para la sonda aislada, se debe considerar la temperatura y la presión del medio. Pero la temperatura y la presión tienen un rango de curva correspondiente; no trabajar dentro de este rango dañará la capa aislante, de modo que el medio a través de la capa aislante penetrará la varilla de la sonda en el punto de cristalización, afectando los resultados de la medición. Además, en recipientes de mayor diámetro para el medio no conductor, para mejorar la sensibilidad y la precisión de la medición, se puede utilizar la sonda con electrodo auxiliar, o interruptor de nivel de RF instalado en la medida de lo posible en el borde del contenedor.

(4) Si la viscosidad del material es alta, la velocidad de flujo del material entre la varilla de la sonda y el electrodo de referencia del tubo conectado a tierra se restringirá, lo que hará que el nivel en el tubo no represente realmente el nivel real en el tanque, en este caso, el interruptor de nivel de conductividad de RF debe seleccionarse con precaución.

2. Profundidad de inserción y longitud del poste de protección

El interruptor de nivel de conductividad RF realiza mediciones por contacto puntual. Una vez determinada la posición de instalación, es necesario seleccionar la profundidad de inserción y la longitud del poste de protección adecuadas según las características del tanque. La profundidad de inserción es clave para una medición de nivel precisa; generalmente, la sonda debe entrar en contacto completo con el material. La longitud de la profundidad de inserción también depende de si el instrumento se verá afectado por impactos o daños en el material.

Si el lugar de aplicación presenta condiciones de trabajo más severas, como en el sistema de transporte de cenizas de una central eléctrica, para reducir los daños en la sonda causados ​​por impactos de material, se recomienda elegir un interruptor de nivel de conductividad por radiofrecuencia con carcasa protectora de acero inoxidable. La longitud del poste de protección de este tipo de medidor debe ser generalmente superior a 50 mm dentro del silo. Si el cliente tiene requisitos especiales, también se puede personalizar según sus necesidades.

3. Temperatura y presión del proceso

Las distintas condiciones de funcionamiento y el principio de operación de los interruptores de nivel de admitancia de RF presentan diferentes requisitos de temperatura. Por ello, al elegir un interruptor de nivel de admitancia de RF, es fundamental seleccionarlo según las condiciones específicas de temperatura del lugar de instalación. Si la temperatura ambiente del instrumento es elevada, se debe seleccionar un interruptor de nivel de admitancia de RF compatible con dicha temperatura.

1) Debido a las limitaciones del material de la sonda, cuando la temperatura supera los 260 °C, se debe seleccionar un interruptor de nivel de admitancia de RF de ultra alta temperatura. El interruptor de nivel de admitancia de RF de ultra alta temperatura de Kaidi, que soporta temperaturas de hasta 400 °C, puede utilizarse en la mayoría de los entornos industriales.

2) Debido a las limitaciones del proceso de fabricación de la sonda, la resistencia a la presión de la misma suele estar dentro de los 2 MPa, por lo que el interruptor de nivel de admitancia de RF se aplica generalmente en entornos de presión atmosférica o micropresión.

4. Conexión del proceso

La conexión de proceso se divide generalmente en tres tipos: roscada, bridada y abrazadera, que son componentes clave para instalar el instrumento en el tanque, la tubería y otros equipos. Al seleccionar la conexión de proceso, generalmente se debe elegir y personalizar el tamaño, el espesor y el material adecuados según las necesidades del sitio.

5. Función de protección

En entornos con polvo o humedad, se recomienda elegir un interruptor de nivel de admitancia de RF con un alto grado de protección para evitar que un sellado deficiente afecte el rendimiento y la vida útil del instrumento. El interruptor de nivel de conductor de RF Kaidi cuenta con un grado de protección IP66, lo que garantiza un sellado hermético y permite su uso en ambientes polvorientos y húmedos.