物位是工业检测中的重要过程量,它不仅是物料消耗量或产量计量的参数,也是保证连续生产和设备安全的重要参数。物位测量技术广泛应用于石油、化工、矿山、储运等工业生产领域,对于提高产品质量,优化过程控制,实现环境保护等具有十分重要的意义。传统的物位测量方法多种多样,如直读法、压力法、浮力法、电容式、超声波式等等,其中电容式物位仪表以其结构简单、工作可靠、维护方便的优点而得到最广泛的应用。它耐腐蚀、抗高温、抗高压,可以测量料位、液位和界位,但有一个致命的缺陷,即测量粘附性导电物料时,物料会粘附在传感电极的绝缘外套上,形成挂料,造成虚假物位,产生很大的测量误差,使仪表无法工作。如何消除电极挂料对物位测量产生的影响,被定为本课题要解决的问题。本文在对电容式物位测量仪的工作原理及其存在缺点进行论述的基础上,引入射频导纳技术,设计了消除挂料影响的测量电路,并论述射频导纳电容式物位仪的工作原理。作为本仪表的理论基础,射频导纳定理在仪表的工作原理中起到举足轻重的作用,本文对射频导纳定理进行了详细的论述和推导,即推导出挂料层的等效电阻和等效容抗在数值上相等这一重要结论,并给出了该定理在工程中的使用条件。基于射频导纳电容式物位仪的工作原理,本文对射频导纳电容式物位仪的模拟电路、数字电路及相关程序进行了设计,尤其对模拟电路中的正弦信号发生电路、同步通道电路、滤波电路进行了重点论述与设计。在数字电路中,采用ADI公司最新推出的单片机ADμC841实现了对模拟信号的采集,利用LCD实现对物位测量过程中参数的显示,并且设计了键盘和报警电路;在软件上实现了A/D采样,数字滤波,系统标定,显示报警等功能。最后完成了系统的调试、标定和误差分析。基于工业生产中存在许多的非线性液位系统,由于储存液体容器形状的不规则及环境因素的影响,导致液位与对应电容之间存在着复杂的非线性关系,本文运用神经网络的方法,选用了其中的BP算法及其改进算法,实现了对该非线性关系的拟合,通过仿真实验,获得了良好的逼近效果。