Do conceito e princípio da condutividade de radiofrequência para entender como selecioná-la corretamente.

Com o desenvolvimento da tecnologia de detecção de nível por radiofrequência (RF), os produtos capacitivos evoluíram gradualmente para produtos condutivos, que podem ser usados ​​para medir o nível de fluidos em recipientes sob diferentes condições de operação. No entanto, em conversas com usuários, percebe-se que muitos ainda desconhecem o princípio da admitância de RF e do interruptor de nível por admitância de RF, e não sabem como selecionar o tipo correto. Por essa razão, este artigo combina o conceito de condutividade de RF e o princípio do interruptor de nível por condutividade de RF para abordar como selecionar corretamente o interruptor de nível por condutividade de RF.

Primeiro. Conceito e princípio da condutividade de radiofrequência.

A tecnologia de condutividade por radiofrequência (RF) é usada principalmente para detectar o nível através da medição da constante dielétrica e da condutividade do material. Quando a condutividade do meio medido é alta, os produtos capacitivos podem gerar erros devido à adesão do meio ao sensor. No entanto, os produtos de condutividade podem eliminar esse erro, detectando tanto a capacitância quanto a resistência.

A condutância, como conceito físico, é o inverso da impedância e, como há muito pouca indutância no processo em si, essa condutância é, na verdade, capacitância e resistência. Para medições de nível precisas, também é necessário um sinal de radiofrequência (RF) apropriado na faixa de frequência de 15 a 400 kHz. Essa técnica de medição de nível é frequentemente chamada de condutância de RF.

Após compreender o conceito de admitância de RF, o princípio de Chave de nível de admissão de RF também é mais fácil de entender. O interruptor de nível de condutividade RF é usado para medir e controlar o nível, detectando a mudança na reatância (capacitiva e impedância) entre a sonda e o corpo do tanque. A unidade eletrônica interna, que consiste em uma haste de medição da sonda e a reatância entre o tanque sem carga, forma um circuito de ponte balanceado e gera um sinal de oscilação estável. Quando o fluido medido cobre a haste de medição da sonda, isso causa uma mudança na reatância entre a haste de medição da sonda e o tanque, fazendo com que o circuito de ponte fique desbalanceado e pare de gerar o sinal de oscilação. O circuito de retorno detecta essa mudança e emite um sinal de alarme. O sinal de oscilação, como sinal RF aplicado à haste de medição da sonda, é enviado também, após um seguidor de tensão 1:1, para a haste de proteção da sonda. Os sinais RF da haste de medição e da haste de proteção têm o mesmo potencial, a mesma fase, a mesma frequência e são isolados um do outro. Quando a sonda possui material suspenso, não há diferença de potencial entre a haste de medição e a haste de proteção para formar isolamento elétrico, garantindo que a variação do sinal na haste de proteção não afete a detecção. Dessa forma, a variação da reatância na haste de medição da sonda só pode ser determinada pelo material entre a haste de medição e o tanque, de modo que o material suspenso na sonda não afetará a detecção normal.

Em segundo lugar, a seleção correta da chave de nível de admitância de RF.

Como as condições reais de trabalho variam, a seleção correta do comutador de nível de admitância de RF afeta diretamente o grau de correspondência e a precisão da medição entre o valor especificado e as condições de trabalho no local. Geralmente, ao adquirir comutadores de nível de admitância de RF, os usuários precisam atentar-se aos seguintes aspectos.

1. Compreender as propriedades do meio de medição

De acordo com as diferentes propriedades do meio, escolha a chave de nível de admitância de RF apropriada.

(1) O interruptor de nível de admitância de RF só pode ser usado para medição de nível com uma constante dielétrica ≥ 1,6, portanto, o meio de medição deve ter uma certa constante dielétrica.

(2) O interruptor de nível de admitância RF é uma medição por contato, portanto o material medido não pode ser muito grande, para que a sonda de admitância RF não seja esmagada, dobrada e danificada, portanto não é adequada para a medição de densidade e partículas de meios maiores.

(3) Ao medir meios não condutores, deve-se utilizar, sempre que possível, uma sonda com camada isolante para evitar que substâncias corrosivas se misturem ao meio e corroam a sonda de medição. Para sondas isoladas, a temperatura e a pressão do meio devem ser consideradas. No entanto, a temperatura e a pressão possuem uma faixa de curva correspondente; operar fora dessa faixa danificará a camada isolante, permitindo que o meio penetre na haste da sonda durante a cristalização, afetando os resultados da medição. Além disso, em recipientes de meio não condutor de diâmetro maior, para melhorar a sensibilidade e a precisão da medição, pode-se utilizar uma sonda com eletrodo auxiliar, ou... chave de nível de RF Instalado o mais próximo possível da borda do contêiner.

(4) Se a viscosidade do material for alta, a velocidade de fluxo do material entre a haste da sonda e o eletrodo de referência do tubo aterrado será restringida, fazendo com que o nível no tubo não represente realmente o nível real no tanque, neste caso, o interruptor de nível de condutividade RF deve ser selecionado com cautela.

2. Profundidade de inserção e comprimento do poste de proteção

O sensor de nível por condutividade RF realiza medições por contato pontual. Após a definição da posição de instalação, é necessário escolher a profundidade de inserção e o comprimento da haste de proteção adequados, considerando as características do tanque. A profundidade de inserção é crucial para uma medição de nível precisa; geralmente, a sonda deve estar em contato total com o material quando essa profundidade for adequada. O comprimento da profundidade de inserção também depende da possibilidade de o instrumento ser afetado por impactos ou danos causados ​​pelo material.

Se o local de aplicação apresentar condições de trabalho mais severas, como em sistemas de transporte de cinzas de usinas termelétricas, como o silo de cinzas, para minimizar danos à sonda causados ​​por impactos de materiais, recomenda-se a compra de um sensor de nível por radiofrequência com caixa de proteção em aço inoxidável. O comprimento da haste de proteção desse tipo de medidor deve ser superior a 50 mm dentro do silo. Caso o cliente tenha requisitos especiais, o produto também pode ser personalizado de acordo com suas necessidades.

3. Temperatura e pressão do processo

As diferentes condições de trabalho e o princípio de funcionamento dos comutadores de nível de admitância de RF impõem diferentes requisitos de temperatura. Portanto, ao escolher um comutador de nível de admitância de RF, é fundamental considerar as necessidades específicas de temperatura do local. Se a temperatura ambiente do instrumento for alta, o comutador de nível de admitância de RF deve ser compatível com essa temperatura.

1) Devido às limitações do material da sonda, quando a temperatura for superior a 260 °C, deve-se selecionar um comutador de nível de admitância de RF do tipo ultra-alta temperatura. O comutador de nível de admitância de RF do tipo ultra-alta temperatura da Kaidi, que suporta temperaturas de até 400 °C, pode ser aplicado na maioria dos ambientes industriais.

2) Devido às limitações do processo de fabricação da sonda, a resistência à pressão geralmente fica dentro de 2 MPa, portanto, a chave de nível de admitância de RF é geralmente aplicada em ambientes de pressão atmosférica ou micropressão.

4. Conexão do processo

As conexões de processo são geralmente divididas em três tipos: rosca, flange e braçadeira, sendo componentes essenciais para a instalação de instrumentos em tanques, tubulações e outros equipamentos. Na seleção da conexão de processo, geralmente deve-se considerar as necessidades do local e personalizar o tamanho, a espessura e o material adequados.

5. Função de proteção

Em aplicações com ambientes sujeitos a poeira ou umidade, deve-se escolher um comutador de nível de admitância de RF com um nível de proteção mais elevado, a fim de evitar comprometimento do desempenho e da vida útil do instrumento devido à vedação inadequada. O comutador de nível de RF da Kaidi possui nível de proteção IP66, o que garante alta vedação e permite seu uso em ambientes com poeira e umidade.