簡介
射頻導納（電容）式物位儀表： 一種利用射頻電流（多在5khz~2Mhz間）測量儀表探頭與罐壁之間電容的儀表，它可以根據(jù)電容值間接的測量物位。
常見的射頻導納開關多采用振蕩電路法，隨著電容的變化，電路振蕩頻率發(fā)生變化，系統(tǒng)測量的直接變量是頻率。
影響電容測量的顯著因素有：
1. 介質成分(決定介電常數(shù))
2. 溫度（影響介電常數(shù)）
3. 介質電導率（影響振蕩電路的頻率，導致測量偏差）
物位儀表一覽
雷達：
輸出： 連續(xù)量或者開關量
介質： 固體或液體
適用性： 非接觸式測量， 固體及液體，適用于大部分情況
不適用場合： 有浮沫的液體
振動式音叉開關：
輸出： 開關量
介質： 顆粒狀或者粉末狀固體， 液體
適用性： 對溫度變化，湍流，泡沫等干擾異常穩(wěn)定，適用于絕大部分情況。
不適用場合： 較大的顆粒狀固體，會掛料或者橋接。
振動棒開關
輸出： 開關量
介質： 固體粉末、顆粒狀固體，或者水中固體
適用性： 圓桿式探頭，容易加工成衛(wèi)生型產(chǎn)品。 對干擾不敏感，但是敏感度比音叉低一些，對非常輕的粉末介質，容易形成“鼠洞”效果。
射頻導納（電容）式物位儀表：
輸出： 開關量或者連續(xù)量
介質： 固體或者液體
適用性：絕大部分情況
不適用場合：
1. 連續(xù)量測量時，介質更換或者成分變化較大的情況。此時需要重新校準。
2. 雙桿式探頭：一些固體比如石灰粉等會導致中間掛料橋接，影響測量。
探頭要通電，因此在特定防爆場合時，需要本安認證，這個比較麻煩。
輸出： 連續(xù)量或者開關
介質： 固體、液體
適用性：非接觸測量，因而可用于腐蝕性介質，但受氣壓和煙霧影響較大，不能用于一些關鍵場合。
導波雷達：
輸出： 連續(xù)量或者開關
適用性： 反射性不好的介質。
差壓式液位計：
輸出： 連續(xù)量
介質： 液體、泥漿等
適用性： 對泡沫以及介質本身的成分變化不敏感。
射頻導納物位儀表的位置
在物位儀表中，射頻導納物位儀表扮演一種“全能選手“的角色。
1. 是一種接近萬能型的物位儀表，
a) 適用的介質種類極多
b) 輸出方式靈活（連續(xù)，開關）
c) 適用于高溫、腐蝕等嚴苛環(huán)境
d) 安裝方便，沒有運動部件，無磨損。
2. 精確測量上受環(huán)境影響大一些
射頻導納連續(xù)量輸出，受介質溫度，介質成分的變化影響比其他物位儀表要更大些。 因此精確度稍微遜色一些。
3. 單點射頻導納開關受介質變化影響較小，因而適用性比連續(xù)量更廣。
沒有物料時，測量的電容值實際上由罐內(nèi)空氣決定，而空氣的介電常數(shù)異常穩(wěn)定，所以報警點可以很穩(wěn)定。 這是相對于其他開關類儀表的一個優(yōu)點。
射頻導納開關的分類
按電路類型分：
l 數(shù)字型特點
i. 微處理器控制
ii. LED數(shù)碼管或者LCD液晶顯示
iii. 通信接口（比如modbus, profibus, hart）
iv. 按鍵設定報警點、靈敏度、延時等。
l 模擬型特點
i. 模擬電路控制（比較器、放大器等）
ii. 沒有顯示
iii. 4-20mA輸出
iv. 用電位器、旋轉開關等設定報警點、靈敏度、延時。
按照報警點分：
1. 單點報警型
n 強調(diào)可靠性
2. 多點報警型
n 多功能、靈活方便
多點報警開關，實際上與連續(xù)量測量區(qū)別很小。
按照工作原理分：
射頻導納開關一般多采用振蕩電路法測量電容。電容值決定振蕩電路的頻率，這個頻率被檢測后與參考值比較，決定報警輸出。
1. 低頻振蕩電路測量法
a) 比如文氏振蕩電路、
b) 555定時器的弛張振蕩電路、
c) LC振蕩電路。
優(yōu)點是：探頭工作頻率低，因此屏蔽極上的屏蔽電壓容易實現(xiàn)。缺點是，靈敏度稍低。
常見的單點報警型射頻導納開關，多為這類。 比如本廠生產(chǎn)的單點報警開關LC6000,
工作頻率從幾十khz到200khz.
2. 高頻電路測量法
a) LC振蕩電路
優(yōu)點是：靈敏度高，工作頻率高，對掛料不敏感（掛料的影響與頻率有關，越高越小）。因此一些采用高頻電路測量法的儀表，沒有中間屏蔽極。比如能研的一些單點報警射頻導納開關。
3. 高頻振蕩電路+差頻法
a) 為了進一步提高電路的溫度穩(wěn)定性和長期穩(wěn)定性，這類儀表中一般有2個相同并聯(lián)的振蕩電路。一個接探頭，一個只接參考電容。
b) 系統(tǒng)根據(jù)頻率差，而不僅僅探頭上的頻率來測量。
c) 溫漂同時對兩個振蕩電路造成影響，因此差頻法可以抵消誤差。
本產(chǎn)品的定位
1、數(shù)字式儀表（單片機微處理器控制、LED顯示實時電容值、按鍵輸入設定報警點）
2、多點報警
3、高頻振蕩電路+差頻法測量原理
4、隔離型設計（直流型24電源采用高耐壓的隔離變壓器）
這種設計帶來來如下好處：
1. 靈敏度高、溫漂小：高頻振蕩電路+差頻法帶來了更高的測量靈敏度及穩(wěn)定性（靈敏度可達0.1pf）, 0～50℃間溫漂在常見測量介質（水、油等），典型測量長度1m的情況下，溫度穩(wěn)定性可以達到+-0.3pf.
2. 抗掛料：較高的工作頻率（800k-1Mhz左右），使得儀表對掛料不敏感。
3. 現(xiàn)場設定方便：數(shù)碼管顯示+按鍵設定大大方便了現(xiàn)場設定工作。按鍵操作方式與常見的數(shù)顯控制儀十分接近，不需要什么學習過程。
4. 遠程設定：4點報警型同時提供了4-20mA輸出和modbus485輸出，此時可以在控制室直接設定報警點等參數(shù)，
5. 多功能性：集上下限報警于一體。效費比高。
6. EMC: 電磁兼容性好。采用耐壓3000V隔離DC電源模塊及耐壓5000V的光耦(普通隔離模塊耐壓多為1500V，普通光耦耐壓2500V)使得系統(tǒng)抗外界電源干擾能力更強（共模傳導干擾、地電位波動） 。
比較
1、和單點報警開關方案比較
精度：
一般單點報警開關沒有精度這個指標，而是強調(diào)“不漏報”這個可靠性特點。
Solution 6600系列多點電容開關，目前測試了少量樣品的溫度漂移。
一個典型的物料檢測罐，假設無物料時，測量電容值為50pf， 到達高報警點電容值為150pf (對應于普通射頻導納開關的中檔靈敏度) ， 量程共100pf. 此時在0~50℃溫度區(qū)間，溫度漂移為3.0pf，經(jīng)過補償修正后（差頻法），可以將漂移縮小到<0.3pf，僅考慮溫度影響的情況下，此時精度為+-0.3%,。 即使是對于粉灰、沙等介電常數(shù)很小的介質（高靈敏度：量程大約為10-20pf）, 精度和穩(wěn)定性也足夠一般應用。
功能性：
雙點報警開關也可以只用一個下限點時，替代單點報警開關。
另外集成度高，可以降低成本，并提高可靠性。
反之，為實現(xiàn)上下限報警，需要兩個單點開關。
可靠性和抗掛料：
單點報警開關依靠屏蔽電極克服掛料的影響。
Solution6600系列多點開關，主要依靠高頻來壓制掛料的影響，對一般介質已經(jīng)夠用。
在導電性介質掛料特別嚴重的情況，仍然推薦單點報警開關（用2個單點報警開關實現(xiàn)上下限報警）。
3. 和典型的連續(xù)量射頻電容物位計比較
一個典型同類產(chǎn)品: VegaCal62
在18℃～30℃溫度范圍內(nèi)測試結果：
測量范圍： 0～120pf（高靈敏度）, 0~300pf（中靈敏度）, 0～3000pf （低靈敏度）
溫度穩(wěn)定性：<1pf(測量范圍<120pf時)
0.25%×測量值
環(huán)境空氣溫度：-40-80℃(無表頭) -20～70℃（有表頭）
過程壓力： -0.1～6.4Mpa
過程溫度： 由探頭決定（陶瓷的可達400℃）
認證情況：本安防爆認證EExia IICT6, EMC有CE認證。
Solution6600的測量范圍為0~2500pf, 分辨率0.1pf, 量程范圍為100pf時，溫度漂移（0～50℃）+-0.3pf,
從上面數(shù)據(jù)看出，測量范圍和溫度穩(wěn)定性在同一級別。 目前的主要不足是，沒有大量充分的實驗數(shù)據(jù)，也沒有足夠的認證。
其他類似的產(chǎn)品還有
Simens CLS 200,300系列（探頭是IS本安的，有ATEX II 1/2G EEx d[ia] IICT6to T4等防爆證）
SOR 660 多點報警開關（可重復性0.5%, 沒有溫度穩(wěn)定性指標， 量程0~2000pf），
鼎湖cts-dfd 4點報警開關（量程0~5000pf, 沒有精度、溫度穩(wěn)定性等指標）