射频导纳液位计在海上平台的应用

目前，海上平台常用的液位测量仪表主要有射频导纳液位计等几种测量方法。每种测量方法价格差异较大，且都有一定的适用范围和条件。其中一些仪表虽然本身适用粘度范围有限，但是经过特殊处理或者特殊设计后，也可以获得更广泛的适用粘度范围，从而避免了选择价格更高的测量仪表。通过对海上平台常用液位测量仪表进行详细研究，通过合理化选型，一方面实现了最佳的测量效果，另一方面有效地减少了工程投资。

射频导纳液位计是基于电容原理，利用高频电流测量导纳的方法。传感器与罐壁及被测介质形成导纳值，物位变化时，导纳值相应变化，电路单元将测量导纳值转换成物位信号输出，实现物位测量。

由于电容电极在粘稠介质中使用容易结垢挂料，在使用一段时间后就出现一个附加的电容CC0和电阻RC0，它们是由许多CC01-CC0n和RC01-RC0n组成。由于挂料导致的附加电容和附加电阻的存在，出现了以下两个问题：

1、由于挂料后附加电阻RC0的存在，使得挂料阻抗消耗了部分能量，使振荡器输出到探头的电压降低，导致测量回路误差。

2、由于挂料后附加电容CC0的存在，直接产生了测量误差。

射频导纳液位计在电容液位计基础上，对电路设计做了如下改进：

（1）在振荡器与测量电容桥路之间增加缓冲放大器，使挂料阻抗消耗的能量得到补充，以保证振荡器输出电压的稳定。

（2）根据挂料CC0、RC0，增加一个交流驱动电路，该电路与交流变换器（或同步检测器）一起可以分别测得测量电容CM和电阻RC0的阻抗，在挂料足够长的情况下，物位电容为测量电容减去相当于RC0值的挂料电容值。

射频导纳液位计由于采用了上述两项电路补偿技术，克服了挂料所引起的测量误差，使得该方法不受粘度的影响，可以应用于高粘度工况。

优点：防静电、防干扰、故障率低。

缺点：对介电常数有一定要求，有时需要在罐体加装导波管。

审核编辑 黄昊宇