[发明专利]一种具有抗干扰电路的射频导纳料位计

说明书

技术领域

本发明属于铀转化生产中流化床料位的测量技术领域，具体涉及一种具有抗干扰电路的射频导纳料位计。

背景技术

铀转化生产的氢氟化工序中流化床内UF₄料位的测量是一个难题，主要原因除测量环境复杂，高温(500℃)、强腐蚀(氢氟酸)，另外还由于料位处于流化状态，界面不清、震动较大，所以对料位测量方式的选择非常困难。氢氟化工艺系统中二级床料位的现场控制是整个生产系统正常、连续、稳定运行的关键因素之一，但由于二级床内部受高温及氢氟酸腐蚀、振动大的限制，长期以来，二级床料位检测技术一直处于空白状态。

曾经选用过的方法有电容式料位计、γ射线料位计、差压计进行测量。电容式料位计经常出现生产过程中物料粘附在探杆上，致使电容测量值发生变化，造成测量不准的现象。γ射线料位计进行测量由于流化床内介质流化没有明显的界面，测量误差偏大。差压计进行测量采用双法兰测量，但测压膜片比较薄无法承受高温及强酸腐蚀。

射频导纳物位测量技术较先进，有较广泛的应用。射频导纳中的“导纳”的含义为电学中阻抗的倒数，它由阻性成份、电容性成份、感性成份综合而成，“射频”即高频无线电波，所以射频导纳技术可以理解为用高频无线电波测量导纳，高频正弦荡器输出一个稳定的测量信号源，利用电桥原理，以精确测量安装在待测容器中的传感器上的导纳，在直接作用模式下仪表的输出随物位的升高而增加。但传统的射频导纳物位测量技术不能解决电缆屏蔽、温漂及振动大的问题，因此亟需通过改进研制出适合铀转化复杂环境下的射频导纳物位测量新技术。

发明内容

本发明要解决的技术问题是通过开发二级床料位的测量方案，研制出流化床射频导纳料位计，解决反应温度高，氢氟酸腐蚀、振动大等影响。

为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是：

一种具有抗干扰电路的射频导纳料位计，应用于铀转化生产的氢氟化工序中流化床内UF₄料位的测量，其中：

(1)振荡器电源温度补偿电路

通过振荡器电源温度补偿电路改进振荡器的温度特性，提高激励振荡信号稳定性；

输入电源VCC1经过限流电阻R1串联到能隙型基准源V1LM185上，通过能隙型基准源V1LM185将输入电源VCC1的电压稳定；通过限流电阻R1控制能隙型基准源V1LM185的工作电流在系统设定的范围内；

运算放大器YF3的正输入端与能隙型基准源V1LM185的输出连接，运算放大器YF3的负输入端通过接地电阻R2接地；接地电阻R2的作用是调整运算放大器YF3的放大倍数；

运算放大器YF3的输出分为两部分，一部分经过依次串联的温敏电阻RT4和反馈电阻R3反馈到运算放大器YF3的负输入端，另一部分连接到输出电源VCC2；输出电源的滤波电容C1与输出电源VCC2串联；

(2)消除信号干扰及温漂问题

在振荡器与采样电桥之间增加振荡器驱动器YF1，振荡器的信号输出到振荡器驱动器YF1的正输入端，振荡器驱动器YF1的输出信号一部分输出到采样电桥中，另一部分进入振荡器驱动器YF1的负输入端作为其反馈信号；通过振荡器驱动器使消耗的能量得到补充，稳定加在传感器的振荡电压；

传感器通过同轴电缆屏蔽端、同轴电缆中心端和传感器地端连接入电路中；

采样电桥的输出信号一部分输出到同轴电缆中心端，通过传感器测量待测物电容；

同轴电缆屏蔽的另一端连接到传感器中心端上；

采样电桥的输出信号一部分从采样电桥的输出起始点连接到跟随器型驱动电路中，跟随器型驱动电路的输出端连接到同轴电缆屏蔽端；

传感器地端是一条独立的电缆接地。

进一步的，如上所述的一种具有抗干扰电路的射频导纳料位计，跟随器型驱动电路中，采样电桥的输出信号一部分从采样电桥的输出起始点连接到同相放大器YF2的正输入端，同相放大器YF2的输出信号一部分输出到同轴电缆屏蔽端，另一部分进入同相放大器YF2的负输入端作为其反馈信号。

进一步的，如上所述的一种具有抗干扰电路的射频导纳料位计，跟随器型驱动电路中，同相放大器YF2是现代低噪声低温度漂移的高精度运算放大器。

进一步的，如上所述的一种具有抗干扰电路的射频导纳料位计，R1∈100～200KΩ；R2∈30～60KΩ；R3∈120～160KΩ；R4∈1～5KΩ。