FG900智能型射频导纳物（料）位计

1．概述
　　FG900型智能型射频导纳物（料）位计是一种新型的电容式物位测量仪表。由于采用射频技术和单板机技术解决了传统电容式物位计温漂大、标定难、怕粘附的难题，可广泛应用于各种液体，固体物位及界面的连续测量或开关量报警及联锁控制。特别是在高温、强腐蚀、强粘附、粉尘大的环境下进行测量，是其它类型的物位计无法比拟的。

2．基本原理
　　当液位传感电极安装在容器中时就构成了一个电容器，电极的金属棒（测量电极）作为电容器的一个极板，容器壁（注：若容器壁为绝缘材料，则应伸入另一个电极，称之为参考电极）作为电容器的另一个极板，当物位上升时，平常包围在两个极板间的空气或其它气体由具有与其不同介电常数的被测物料取代，这样因为极板间介电性的变化而引起电容量发生改变，射频电容物位计通过33.3KHz 的射频电路检测到这种电容变化量并转换成线性电流A出。
式C=0.225K(S/d)
式中：C=电容量（pF）
K=被测物料的介电常数     
S=极板面积（平方英寸）
d=极板间距（英寸）
当物料空时，初始电容
C0=0.225K 空气·S/d
=0.225K 空气·（a·h/d）
=（0.225·a/d）·K 空气·h
式中：
a 为极板底边展开长度
h 为极板总高度
当物料上升高度L 时，电容
C=C 空气+C 物料
=（0.225·a/d）·K 空气·（h-L）+（0.225a/d）·K 物料·L
电容变化量
ΔC=C-C0
=（0.225a/d）?K 物料·L-（0.225a/d）·K 空气·L
=（0.225a/d）·（K 物料-K 空气）·L
=?·L
式中：? 为仪表系数

3．主要特性

·适应性强：可在高温、强腐蚀、强粘附、粉尘大的环境下可靠工作

·标定简单：可利用任意二点物位一次性完成标定

·无需维护：由于传感器结构简单，无可动部件，所以一经投运后无需维护

·应用广泛：液态、固态物料均可使用

4．技术参数

<传感器部分>

·传感器种类：同轴杆式、并列杆式、缆式、重型缆式

·传感器长度：杆式最长为3.66 米、缆式最长为120 米

·传感器材质：1Cr18Ni9Ti 或316 不锈钢，特氟隆，陶瓷

·介质温度：-200℃—232℃（超出此范围需特别定制）

·适用压力：34..5kg/cm2 @232℃,69kg/cm2 @38℃

·安装方式： 标准为3/4NPT 螺纹，可选法兰或其它

<电路部分>

·测量范围：5-50000pF

模拟型共分四档(用户可通过量程选择插针来转换)：

第一档：5-100pF

第二档：50-1000pF

第三档：200-5000pF

第四档：2000-50000pF

·供电电源： DC24V，100mA

·环境温度：-40—70℃

·测量精度：模拟型±0. 5%FS，智能型±0. 25%FS

·灵敏度：≤0.1pF，FG900K 型灵敏度可调范围为±2%设定点

·响应时间：模拟型5 毫秒，智能型1 毫秒

·模拟输出：FG900A（模拟型）2 线制4-20mA

FG900S（智能型）3 线制4-20mA

·通讯接口：RS485（仅对智能型）

·显示：4 位LCD（智能型），模拟型可选0~100%指针表；

FG900K 型通过LED 指示灯亮来表示输出继电器动作

·最大负载： DC24V 时模拟型650Ω，智能型450Ω

·电气接口：1/2NPT

·外壳材质：压铸铝

·外壳喷涂：主体部分为乳白色聚亚氨酯，端盖为墨绿色

·防护等级：IP65

·防爆等级：dIIBT6

6．安装指南

·测量点要有代表性，避开进/出料口，搅拌及障碍物和料流

·一般垂直安装

·推荐选用3/4NPT 螺纹安装，安装座用户提供

·传感器插入长度包括测量范围段和非工作段，但不含螺纹段

·硬杆式传感器下端一般不固定，特殊情况可在下端或中间加固定支撑，缆式传感器需加重锤或底锚固定

·不带参考电极的单传感器安装时，需要就地设置参考电极，如金属罐壁等导体，这时必须确保仪表外壳与所设置的参考电极保持良好接触

·典型安装如下图所示：

7．FG900A 模拟型操作指南

a. 接线: 打开后盖，正确接线，并串入毫安表，以指示输出

b. 打开前盖，如果带指针表头的话，往外拔出指针表头，在印制板上找到调零、调满电位器及量程选择插针；

注：（1）量程档选择插针自左至右依次为第一档（5-100p），二档（50-1000p），三档（200-5000p）和第四档（2000-50000p）

（2）调零电位(ZERO)，调满电位器(SPAN)，调节电位器时，顺时针旋转输出电流增大，反时针旋转，输出电流减小。

c. 通电，观察物位自下限至上限变化时输出电流的变化范围，若电流不在4-20mA范围变化，则需要进行零点和满度的调校。

d. 调校说明：出厂前已根据用户要求进行了校准，使用过程中若需要重新调校，则按以下步骤进行：

（1）使物位处于下限位置，调节调零电位器使输出为4mA。

（2）使物位处于上限位置，调节调满电位器使输出为20mA。

（3）重复上面（1）（2）直到符合要求为止。

量程档在出厂时已根据用户的委托设置好，一般不要改动，如果实际使用的介质有变化，导致电容量与委托参数有较大出入而使零点和满度无法正常调整时，需更换量程选择档位来提高测量精度和灵敏度，介质的介电性高，则实际产生的电容量大，这时要选择大的量程档，反之要选择小的量程档。

8．FG900S 智能型操作指南

操作时请随时参阅本手册附图1-附图3

a. 接线: 打开后盖，正确接线，必要时串毫安表以指示输出

b. 拧开前盖，按下列步骤操作：

（1）按FUN 键约5 秒钟，进入密码设定状态，出现密码提示符LO，松开按键，则显示LO 的值。按▲或▼键可修改该密码值。

（允许密码错误三次）。

（2） 将密码值设定为0303，按FUN 键确认后，即进入用户参数设定状态，可依次设定如下参数：

·小数点位置：PP（设定范围0~3，分别代表0~3 位小数）

·测量下限值：PL（设定范围0～9999，工程单位）                

·测量上限值：PH（设定范围0～9999，工程单位）

·量程档选择：PC（设定范围0～9）

·标定选择：PN（设定范围1～20）

参数修改用▲或▼键，未修改或修改完后都按FUN 键保存退出。

参数PC 在出厂时已根据用户的委托设置好，一般不要改动，如果实际使用的介质有变化，导致电容量与委托参数有较大出入时，请按照下述PN 操作中显示的满量程的相对充电时间t 来修改，最理想的t 值应该3000-4000 之间，如果小于3000，需要将PC 改小，如果大于4000，则要将PC 改大参数

PN 用于标定，一般设PN=1，即两点标定，只是在测量显示值与实际物位值成非线性的场合，例如用不规则形状容器作参考电极时才需要多点标定。设完PN 值，按FUN 键即进入标定状态，此时需将测量范围均分为PN 段，并按照从大到小的顺序依次改变物位或接入相应大小的电容信号进行调校，标定过程举例如下：

例1．设PL=0.00米，PH=10.00米，PN=1（即2点标定）

选择PN=1并按FUN键确认后，即出现如下标定参数：

（1）T-01：标定量程上限。该点不标定的话直接按FUN键退到下一步。需要标定时，加或减被测物料使实际物位达到量程上限（本例为10.00米），稳定后按▲键即显示该点的相对充电时间t，如果按FUN键则保存该参数并退到下一步，这样就完成了该点的标定；如果再次按▲键就不显示相对充电时间，此时按FUN键退出到下一步，则没有保存该参数，该点也就没有标定。

（2）T-00：标定量程下限。排空被测物料，其余操作同上。调校完毕，自动退出参数状态，回到正常显示状态。

例2．设PL=0.00米，PH=10.00米，PN=2（即3点标定）选择PN=2并按FUN键确认后，即出现如下调校参数：

（1）T-02：该点不标定的话直接按FUN键退到下一步。需要标定时，加或减被测物料使实际物位达到量程上限（本例为10.00米），稳定后按▲键即显示该点的相对充电时间t，如果按FUN键则保存该参数并退到下一步，这样就完成了该点的标定；如果再次按▲键就不显示相对充电时间，此时按FUN键退出到下一步，则没有保存该参数，该点也就没有标定。

（2）T-01：标定第二点。该点不标定的话直接按FUN键退出到下一步。需要标定时，加或减被测物料使实际物位达到PH-（PH-PL）/PN（本例为10.00-（10.00-0.00）/2=5米），其余操作同上。

（3）T-00：标定量程下限。排空被测物料，其余操作同上。调校完毕，自动退出参数状态，回到正常显示状态。

9．附图1：FG900S 型物位计基本操作流程

注：3250 和0925 只是举例数据，用户在标定时实际测量到的数据可能与此不同。

10．附图2：FG900S 型物位计输出电流标定操作流程

当FG900S 显示为0，但输出不是4mA；或显示为满量程，但输出不是20mA 时，需要进行如下标定，操作之前，先要求在FG900S 的“OUT”与“-”接线端子之间串入一台标准电流表。

注：0145 和0950 只是举例数据，用户在标定时实际改动到的数据可能与此不同。

11．附图3：FG900S 型物位计模拟标定操作流程

当FG900S 在用户现场无法按照基本操作流程进行实物标定，比如容器很大无法将介质加到满量程PH 时，则可按照以下流程由人工根据经验估计或已知点的数据推算来直接修改T-PN，T-(PN-1)…T-01，T-00 等参数，该过程称之为模拟标定。

注：PN 为操作流程图1 所设置的标定段数3456、2800和0222只是举例数据，用户在标定时实际改动到的数据可能与此不按[FUN]