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雷達(dá)液位計(jì)常見故障的診斷、分析與解決方案的提出
雷達(dá)液位計(jì)的產(chǎn)品特點(diǎn)概述：
雷達(dá)液位計(jì)是一種基于時(shí)間行程原理的測(cè)量?jī)x表,，雷達(dá)波以光速運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)間可以通過電子部件被轉(zhuǎn)換成物位信號(hào)。探頭發(fā)出高頻脈沖并沿纜繩傳播,，當(dāng)脈沖遇到物料表面時(shí)反射回來被儀表內(nèi)的接收器接收，并將距離信號(hào)轉(zhuǎn)化為物位信號(hào),。雷達(dá)液位計(jì)是依據(jù)時(shí)域反射原理(TDR)為基礎(chǔ)的雷達(dá)液位計(jì),，雷達(dá)液位計(jì)的電磁脈沖以光速沿鋼纜或探棒傳播，當(dāng)遇到被測(cè)介質(zhì)表面時(shí),，雷達(dá)液位計(jì)的部分脈沖被反射形成回波并沿相同路徑返回到脈沖發(fā)射裝置,，發(fā)射裝置與被測(cè)介質(zhì)表面的距離同脈沖在其間的傳播時(shí)間成正比，經(jīng)計(jì)算得出液位高度,。識(shí)別出微脈沖在物料表面所產(chǎn)生的回波,。適用于對(duì)液體,、漿料及顆粒料的物位進(jìn)行非接觸式連續(xù)測(cè)量。
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雷達(dá)液位計(jì)作為一種應(yīng)用廣泛的物位檢測(cè)儀表,，有很多優(yōu)點(diǎn)。即使環(huán)境溫度,、壓力變化十分大,，有惰性氣體及揮發(fā)存在，雷達(dá)液位計(jì)也能夠應(yīng)用,。由于采用微波脈沖的測(cè)量方法,，因此能夠在工業(yè)頻率波段范圍內(nèi)工作。雷達(dá)液位計(jì)波束能量較低,，因此對(duì)人體和環(huán)境不會(huì)造成傷害,。
但雷達(dá)液位計(jì)也存在一些局限性。主要體現(xiàn)在介電常數(shù)對(duì)雷達(dá)的影響上,。盡管雷達(dá)在真空中衰減極小,，但在空氣中卻會(huì)受到影響。尤其是當(dāng)空氣中含有高介電性的粉塵粉末(石墨,，鐵合金等),、水蒸氣很大等情況，就會(huì)對(duì)雷達(dá)造成一定程度衰減,，影響測(cè)量效果,。
應(yīng)用場(chǎng)景介紹：
格爾木煉油廠油品車間罐區(qū)目前使用的液位計(jì)大多數(shù)都是雷達(dá)液位計(jì)，但是雷達(dá)液位計(jì)一直存在著存在虛假回波導(dǎo)致雷達(dá)液位計(jì)出現(xiàn)測(cè)量錯(cuò)誤導(dǎo)致顯示測(cè)量錯(cuò)誤,。給操作人員帶來很大不便, 也影響生產(chǎn),。這些虛假的回波信號(hào)主要是由于旁通管內(nèi)可能存在毛刺、焊渣,、焊封還有液化氣內(nèi)的雜質(zhì)會(huì)附著在旁通管管壁上引起雷達(dá)波在該位置產(chǎn)生較強(qiáng)回波,；冬季外部溫度低，罐內(nèi)油品溫度高,，導(dǎo)致雷達(dá)天線系統(tǒng)上凝結(jié)水或者冰,；雷達(dá)探頭粘附了油污等東西使信號(hào)發(fā)射不出去等原因產(chǎn)生虛假回波，給出假液位,；當(dāng)液位較低時(shí)候,，雷達(dá)波可能會(huì)發(fā)生穿透介質(zhì)，產(chǎn)生的虛假回波為罐底產(chǎn)生的回波,，導(dǎo)致雷達(dá)液位計(jì)顯示假液位,。
要解決此問題我們需要對(duì)雷達(dá)液位計(jì)先有足夠的認(rèn)識(shí)。雷達(dá)液位計(jì)的工作原理和安裝的注意事項(xiàng)對(duì)雷達(dá)液位計(jì)的正確和正常使用是很重要的也是我們所應(yīng)掌握的,，這樣我們才會(huì)更好的為煉廠的生產(chǎn)服務(wù),。本文即是針對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐中經(jīng)常會(huì)發(fā)生的一些現(xiàn)加以歸納與總結(jié),，幫助用戶了解油品油品車間罐雷達(dá)液位計(jì)存在虛假回波使得液位測(cè)量出現(xiàn)錯(cuò)誤的原因，并且提出相應(yīng)的解決辦法,，對(duì)雷達(dá)液位計(jì)的長(zhǎng)周期運(yùn)行方面有較為實(shí)際的意義,。同時(shí)也掌握一些關(guān)于雷達(dá)液位計(jì)的工作原理以及安裝和維護(hù)。
1 雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量原理
能量很低的極短的微波脈沖通過天線系統(tǒng)發(fā)射并接收,。雷達(dá)波以光速運(yùn)行。運(yùn)行時(shí)間可以通過電子部件背轉(zhuǎn)換成物位信號(hào),。一種特殊的時(shí)間延伸方法可以確保極短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定和的測(cè)量[1],。
電磁波在空氣中是以光速傳播的, 雷達(dá)液位計(jì)距離物料表面的距離可用下式表示：
D =（1/2）*CT
式中: D ———雷達(dá)液位計(jì)距離物料表面的距離;
C ———光速
T ———脈沖時(shí)間。
則液位為：
L = E - D
式中:L ———液位;
E ———罐的總高;
D ———空高,。
即使在存在虛假反射的時(shí)候,，的微處理技術(shù)和的ECHOFOX- 軟件也可以準(zhǔn)確地分析出物位回波。通過輸入容器尺寸,，可以將上空距離值轉(zhuǎn)換成與物位成正比的信號(hào),。儀表可以空倉(cāng)調(diào)試。
2 雷達(dá)液位計(jì)的安裝的注意事項(xiàng)
雷達(dá)液位計(jì)的安裝對(duì)雷達(dá)液位計(jì)的使用有較大的影響,，所以安裝比較嚴(yán)格,，測(cè)量液位的場(chǎng)合，宜垂直向下檢測(cè)安裝,。雷達(dá)的波束中心距容器壁的距離應(yīng)大于由束射角,、測(cè)量范圍計(jì)算出來的低液（料）位處的波束半徑。雷達(dá)的波束途徑應(yīng)避開攪拌器,、其他障礙物及容器進(jìn)料流束的噴射范圍,。雷達(dá)液位計(jì)的安裝還應(yīng)符合制造廠的要求[2[。
2.1 選擇安裝位置選擇一個(gè)易于安裝接線的位置,，而且還要方便以后拆裝顯示/ 調(diào)試模塊PLICSCOM,。不使用任何工具，可以將外殼旋轉(zhuǎn)330°,?？梢詫LICSCOM 旋轉(zhuǎn)角度安裝（每次旋轉(zhuǎn)90°）。
2.2 為了防潮必須使電纜入口前面的連接電纜向下,。這樣雨水和冷凝水就可以順著垂下的電纜滴下來,。這一點(diǎn)對(duì)于露天安裝或安裝在潮濕的地方（比如：用水清洗、加熱或冷卻）很重要,。而為防止直接日曬或雨淋,，建議使用保護(hù)蓋。
采用橫截面為圓形的電纜,，并擰緊電纜入口,。
2.3 測(cè)量的基準(zhǔn)面是螺紋或法蘭的密封面,。如果被測(cè)介質(zhì)接觸天線，會(huì)在天線上造成粘附,，從而影響測(cè)量,，注意天線和介質(zhì)表面保持距離至少50mm。
2.4 對(duì)于帶表壓或低壓的容器,，應(yīng)該在螺紋的過程連接上加密封,。要檢查密封材料對(duì)于被測(cè)介質(zhì)是否穩(wěn)定。傳感器的允許壓力見傳感器上面的銘牌[2],。不能安裝在中心位置,，干擾回波會(huì)導(dǎo)致信號(hào)丟失。 安裝位置在容器半徑的1/2 處,。如果不能保持傳感器與罐壁的距離,，罐壁上的介質(zhì)粘附會(huì)造成虛假回波。在調(diào)試儀表的時(shí)候應(yīng)該進(jìn)行虛假回波存儲(chǔ),。
3 關(guān)于雷達(dá)液位計(jì)存在的問題的解決方法 3.1 雷達(dá)檢測(cè)為虛假回波信號(hào)干擾
雷達(dá)液位計(jì)存在的主要問題是因?yàn)榇嬖诳梢员惶綔y(cè)到的虛假回波信號(hào),，影響了真實(shí)回波信號(hào)的探測(cè)，導(dǎo)致雷達(dá)液位計(jì)顯示虛假液位,。需要進(jìn)行虛假回波消除,。具體的消除虛假回波信號(hào)的方法步驟如下：
（1）連接計(jì)算機(jī)和雷達(dá)液位計(jì),，對(duì)計(jì)算機(jī)軟件和雷達(dá)液位計(jì)進(jìn)行通信,；
（2）在主菜單選擇“Service”（服務(wù)）項(xiàng),，打開該項(xiàng),，這時(shí)候在子菜單里顯示選項(xiàng)“False echo memory”( 虛假回波存儲(chǔ))；
?。?）再進(jìn)入到下一級(jí)子菜單“Creat New”( 生成一個(gè)新的),。輸入從傳感器到介質(zhì)表面的當(dāng)前距離。確認(rèn)存儲(chǔ)后,，在這個(gè)距離內(nèi)的所有檢測(cè)到的虛假回波都被存儲(chǔ),。
如此虛假回波將被存儲(chǔ)記憶到雷達(dá)液位計(jì)的存儲(chǔ)器內(nèi)以后雷達(dá)液位計(jì)檢測(cè)到的虛假回波信號(hào)將被過濾掉。
3.2 冬季雷達(dá)液位計(jì)天線凝結(jié)水或者結(jié)冰
建議外部加裝保溫和伴熱,，使罐口附近溫度基本保持恒定,。定期進(jìn)行檢查清理。
3.3 雷達(dá)液位計(jì)用旁通管的雷達(dá)液位計(jì)存在虛假回波的問題
因?yàn)榕酝ü軆?nèi)不干凈,，管壁存在毛刺,、焊渣、焊封以及附著的介質(zhì)的雜質(zhì)作為儀表工我們只能暫時(shí)用計(jì)算機(jī)軟件儲(chǔ)存消除虛假回波,，而較為*的解決雷達(dá)液位計(jì)存在虛假回波顯示虛假液位的問題則需要聯(lián)系工藝人員進(jìn)行清理旁通管并對(duì)旁通管進(jìn)行磨砂等處理,。在以后的安裝過程中嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),，盡可能減少這一類問題導(dǎo)致的測(cè)量故障。
4 雷達(dá)液位計(jì)的一些常見故障的診斷和處理 通常采用兩種方法進(jìn)行雷達(dá)液位計(jì)的故障診斷：
4.1 檢查4—20mA 電流信號(hào)
4.1.1 故障：4—20mA 信號(hào)不穩(wěn)定
原因：物位波動(dòng)
處理：通過調(diào)整模塊或PACTware 軟件設(shè)定合適的積分時(shí)間
4.1.2 故障：4—20mA 信號(hào)丟失
原因：供電電源錯(cuò)誤接線
處理：檢查接線,，按照接線圖進(jìn)行更正
原因：沒有接電
處理：檢查是否斷纜,，如果需要進(jìn)行修理
原因：供電電壓太低或者負(fù)載電阻太高
處理：檢查并更正
4.1.3 故障：電流信號(hào)大于22mA 或0mA
原因：電子部件損壞
處理：更換儀表或送回修理
4.2 通過PLICSCOM 模塊報(bào)警故障
4.2.1 故障：E013
現(xiàn)象：沒有測(cè)量值
原因：傳感器處于預(yù)熱階段或傳感器沒有找到回波（如：安裝錯(cuò)誤或者參數(shù)調(diào)整錯(cuò)誤）
4.2.2 故障：E017
現(xiàn)象：大調(diào)整與小調(diào)整之間的差值太小
處理：重新進(jìn)行小調(diào)整和大調(diào)整，增大差值
4.2.3 故障：E036
現(xiàn)象：當(dāng)前軟件不能運(yùn)行
處理：進(jìn)行軟件升級(jí)或者將儀表退回修理
4.2.4 故障: E041
現(xiàn)象：硬件故障,，電子部件故障
處理：更換儀表或者退回處理
5 結(jié)論和建議 由日常實(shí)踐我們認(rèn)為雷達(dá)液位計(jì)相比其他的液位計(jì)以其適用條件廣,，安裝簡(jiǎn)便，使用和維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)越來越多的應(yīng)用于生產(chǎn)當(dāng)中,，雖然還存在一些缺點(diǎn),，但是隨著技術(shù)的進(jìn)步也在不斷完善。如柴油罐區(qū)新安裝的雷達(dá)液位計(jì)就克服了以前冬天舊式雷達(dá)液位計(jì)探頭結(jié)水,、結(jié)冰的問題。雷達(dá)液位計(jì)在以后會(huì)更多的應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)中,，因此關(guān)于雷達(dá)液位計(jì)的使用和研究需要進(jìn)一步的學(xué)習(xí),，使其更好地為生產(chǎn)實(shí)踐服務(wù)。