刘 虎 周 蕾

(淮阴工学院计算机工程学院，江苏 淮安 223001)

波积分，既能有效消除挂料干扰信号，又能提高信噪比。

1 射频导纳物位仪工作原理①

在一个充满粘稠导电物料的容器中，安装一个具有绝缘层的测量电极，由于没有挂料影响，此时测量电容与物料高度成正比，其测量原理和等效电路如图1a所示。然而，这种电容式物位测量方法存在一个严重的缺点，当物位由高位h降低到低位h0时，探头上会留有挂料，产生虚假的物位，给测量带来较大误差，如图1b所示[3]。

图1 粘性导电物位测量原理及其等效电路

由于挂料横截面积较小，等效电阻较大，可以看作由许多微小的电阻和电容组成的串并联电路，这会引起测量信号的能量损耗。由已知传输线理论从数学上可以证明：只要粘附层足够长，粘附层的电阻和电容具有相同的阻抗。以图1b为例可得：

(1)

式中Cg——挂料部分的等效电容；

Rg——挂料部分的等效电阻。

式(1)即射频导纳物位仪的测量模型[4]。若用一正弦波振荡信号加到测量电路上，在图1a的纯电容测量电路中，电路不会有能量损耗，其相移

为0°；在图1b中，由于挂料中存在电阻、电容，在交流信号激励时会产生相移[5]。

设U为频率为W的激励电压，Cw为物位的等效电容，Iw为流过被测实际物位电容的电流，Ig为流过粘附层的电流，I为总电流，I=Iw+Ig，Iw和Ig的计算式分别为：

Iw=jωCwU

(2)

(3)

将式(1)代入式(3)，得：

Ig=(1+j)ωCgU

(4)

2 防挂料解决方案

(5)

这样则可消除虚假挂料信号对整个测量电路的影响。这种斩波积分方案的优点是：

a. 物位仪表测量精度与正弦波振荡信号频率无关，仪表容易实现；……