雷达液位计的特性及故障处理

2013•1（下）《科技传播》206信息科技InformationTechnology雷达液位计的特性及故障处理刘光武浙江中宁硅业有限公司，浙江衢州324000摘要针对现代工业的测量要求，雷达液位计以其独到的优势和特性在化工行业得到广泛的应用。文章简要介绍了雷达液位计的构成和测量原理，阐述了其安装要求，探索了日常维护措施和故障处理方法。关键词雷达；液位计；原理；测量故障中图分类号TN95文献标识码A文章编号1674-6708（2013）83-0206-02近年来，雷达液位计以其液位测量死区小、连续测量精度高、受介质特性影响小、测量范围大、耐高温高压能力强和采用非接触式测量方式等优点，在化工行业得到广泛的推广和应用。但是，由于被测对象比较复杂，受高温高压高腐蚀，还有泡沫、搅拌、蒸汽等诸多原因的严重破坏，造成雷达液位计频繁出现故障，仪表维护量大，严重影响了生产装置。因此，分析雷达液位计的构成和工作原理，探索日常维护措施和故障处理方法，维护雷达液位计正常工作和运行，是非常重要的研究课题。1雷达液位计的工作原理及构成1.1概念雷达液位计是一种可靠性能较高的新型液位测量仪表，它应用了高新的雷达技术，通过天线向被测介质发射能量极低的极短微波脉冲信号并接收反射回来的信号，然后测出发射和反射回来的时间或频率差，从而实现判断出容器内实际液位值的目的。1.2构成雷达液位计是由天线与发射器头（TH）组成。天线是雷达传感器的眼睛，有多种形式，如喇叭口型天线、棒式天线等，对于不同的应用和过程条件，采用不同的天线系统，因此雷达液位计也拥有了多种型号。其中，发射器头由表体和电子单元组成，一般是通用的，在同系列的雷达液位计之间可以互换。1.3雷达液位计测量原理图1调频连续波测量原理当前，雷达液位计采用微波脉冲的测量方法，较低的波束能量，不会伤害人体及环境，并可以在工业频率波段范围内正常运行，可安装于管道，各种金属和非金属容器内，对于有惰性气体及挥发，压力、温度变化较大的场合都可运行，其非接触式的测量方法对颗粒料、浆料和液体的都可进行连续测量。目前常用的是调频连续波方法，在所有高性能的雷达液位计中都可以应用。雷达液位计由天线发射出微波，微波信号约为10GHz带宽，频率是连续的不停改变的。当回波被天线接收以后，由于信号频率不断变化，与此时发射的信号相对比，回波的频率也稍也不同。发射频率与回波之间的差异，可以让我们准确计算出物料面的距离，如图1所示。2雷达液位计的安装要求为了保证雷达液位计长周期无故障的运行，科学的安装是至关重要的环节，在安装中需要做到：1）测量槽壁与天线要保持平行，以有利于微波的传播；2）安装位置距离应大于槽壁300mm,离槽壁应为槽直径的1/6处，若不能保持足够的距离，则微波发射到槽壁上时，回波信号会出现异常，造成虚假的回波信号。而我们在调试仪器的时候应该对虚假回波进行存储；3）仪器不能安装在入料口上方，并且要尽量避开下料区、进料帘及漩涡。这是因为液体在注入时，被测液体反射的有效回波要远远小于所产生的虚假回波，而漩涡会引起不规则液位，散弱微波信号的产生，导致有效信号的衰减；4）针对易结晶和具有腐蚀性的物体在进行测量时，介质会对传感器造成不良影响，建议选用带有分离法兰结构和聚四氟乙烯测量窗的仪器。为了防止天线上存在的结晶物影响仪表正常工作，也为了避免高温对雷达天线的影响，因为，聚四氟乙烯能承受的最高温度为200℃，必需保证法兰断面和最高液位间有至少100到800mm的安全距离；5）接管直径应小于或等于屏蔽管长度（100mm或250mm）。3日常维护及故障处理1）检查供电是否正常。在日常维护中，最关键的几个检查点是输出电流、电源电压和表体温度。通电后，仪表在几分钟左右即可正常工作，若仪表出现异常，无正常输出，则应检查是否真正接上电源，保险丝有无烧坏。若是不超过两个月的短期停运，则不必切断仪表电源；2）检查通讯是否正常。若通讯正常时，可通过安装了雷达调试软件的手提电脑、双向调制/解调器接入现场通讯单元，在操作界面上可读取雷达的组态数据，发射波、反射波强度等所有数据。若读不到，则通讯出现故障。这时可用这些设备到雷达头处接入信号线，以准确判断故障所在；3）使用温度。雷达头内部的使用温度为65℃左右。若被测介质温度很高，则可能会超过，一般使用情况下是不会超过这个温度的。如果出现超过65℃的情况，绝对不可以用水或者其它液体来降温冷却，可以经Φ6x1紫铜管子吹入少量的仪表风到雷达表头，科学的降低表头内部的温度；4）漫发射。若出现液位较低或无液位时，最大的原因可能是测试容器底部有支架、管道，或者在工艺过程中产生了蒸汽，对雷达波形成漫发射而导致液位失灵，此时，可等到工艺（下转第203页）1月下_v2.indd2062013/1/1616:17:26《科技传播》20