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導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)在核電站高位水箱液位測(cè)量應(yīng)用
閱讀：921 發(fā)布時(shí)間：2019-2-12
脈沖式導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì),，亦稱為導(dǎo)波雷達(dá)液位變送器,，較之以前傳統(tǒng)的液位測(cè)量?jī)x表有了更的測(cè)量效果和更方便的安裝方式，目前在許多的液位測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)都有越來越多的應(yīng)用，它是基于電磁波的時(shí)域反射（TDR）原理，具有受環(huán)境影響小,、測(cè)量精度高等諸多優(yōu)點(diǎn)。雷達(dá)液位計(jì)有接觸和非接觸之分,，非接觸式的有脈沖雷達(dá)和連續(xù)調(diào)頻波之分,，探頭通常喇叭天線也就是管狀天線，只是口徑不同,，發(fā)射角大小不同,，喇叭的長(zhǎng)度也就有所區(qū)別，所以看上去有的就向喇叭,，有的像管狀,，其實(shí)都是一個(gè)，現(xiàn)在金湖捷特儀表有一種水滴型的天線,，對(duì)測(cè)量有腐蝕和水霧或酸霧,、粉塵都很好的雷達(dá),。另外接觸式的雷達(dá)就是帶有桿狀天線的,，通常叫導(dǎo)波雷達(dá)，這種在原理上屬于脈沖雷達(dá)了,！本文介紹的是針對(duì)于脈沖型的導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)所作的介紹,。主要闡述了導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的工作原理，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備安裝參數(shù)設(shè)置,，以及在調(diào)試過程中控制器參數(shù)設(shè)置,。
再循環(huán)冷卻水高位水箱液位計(jì)是浮筒型變送器，此浮筒液位計(jì)的測(cè)量效果并不能很好地滿足測(cè)量要求,，測(cè)量技術(shù)在現(xiàn)在的液位技術(shù)中相對(duì)比較落后,。目前，該變送器存在的問題有：
1）浮筒液位計(jì)工作電源120ＶAＣ變壓器老化趨勢(shì)明顯,，可靠性差,。
2）浮筒液位計(jì)的校驗(yàn)很繁瑣，只能采用灌水的方式標(biāo)定,，系統(tǒng)誤差大,，難以滿足系統(tǒng)運(yùn)行需要。
3）為了保證再循環(huán)冷卻水系統(tǒng)壓力穩(wěn)定,，高位水箱液位無波動(dòng),，控制器控制著兩臺(tái)液位控制閥，在運(yùn)行時(shí)標(biāo)定或檢修風(fēng)險(xiǎn)大。
4）該液位計(jì)已停產(chǎn),，以后備件采購(gòu)難度大,，升級(jí)后的備件與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備不匹配。
5）浮筒液位計(jì)的測(cè)量量程：582mm-937.8mm,，運(yùn)行人員無法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)2m左右高度的高位水箱液位,，只能到就地水箱查看翻板液位計(jì)指示，迫切需使用新的液位計(jì)監(jiān)測(cè)整個(gè)液位水箱,。
1導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量原理及其特點(diǎn)
測(cè)量原理
導(dǎo)波雷達(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),，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,。
特點(diǎn)導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是接觸式測(cè)量，信號(hào)穩(wěn)定,，測(cè)量不受液體密度和電氣特性的影響,，無維護(hù)量等。
1)測(cè)量,。介質(zhì)的密度和介電常數(shù)變化對(duì)測(cè)量均無影響,，同時(shí)介質(zhì)在導(dǎo)波體上的沉積和污垢對(duì)液位測(cè)量的影響極小,，這是由于信號(hào)在波導(dǎo)體中傳輸不受液面波動(dòng)和儲(chǔ)罐中的障礙物等的影響，儀表所接受到的反饋信號(hào)相應(yīng)較強(qiáng),，而且返回信號(hào)中檢出的干擾雜散信號(hào)極小,，只需檢測(cè)電磁波的傳輸時(shí)間即可，無需信號(hào)的處理和辨別,。
2)測(cè)量與調(diào)校方便,。由于電磁波是恒定的,，編程組態(tài)時(shí)，只需現(xiàn)場(chǎng)輸入量程等有關(guān)參數(shù),，不需要任何遷移來改變儀表量程和現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定,，大幅提高了調(diào)校儀表的效率：
3)安裝成本低且維護(hù)方便。導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)耗能小,，采用兩線制傳輸方式大幅節(jié)約了安裝成本，同時(shí)探頭與變送器之間的快速萬向接頭使安裝更為簡(jiǎn)便，更利于以后的檢修維護(hù),。
4)成本相對(duì)于原系統(tǒng)采用扭力管技術(shù)的浮筒液位計(jì)低,。
2導(dǎo)波雷達(dá)現(xiàn)場(chǎng)選型,、安裝及調(diào)試
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需求,，高位水箱液位計(jì)選型為導(dǎo)波雷達(dá)系列，可用于測(cè)量液體介質(zhì)的物位,。其原理是沿著一根鋼纜、棒,、或套管發(fā)送出極短的微波脈沖，當(dāng)微波信號(hào)接觸到固體介質(zhì)或液體介質(zhì)后,，一部分能量被反射回來,，通過特殊的雷達(dá)掃描技術(shù)可以高精度地測(cè)量微波運(yùn)行時(shí)間，從而計(jì)算出傳感器到介質(zhì)的距離,。測(cè)量纜或棒可以截短,，使之更加適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用。
導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)施工在機(jī)組大修期間進(jìn)行,，再循環(huán)冷卻水系統(tǒng)停運(yùn)后,。主要步驟包括：導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)020VAC電源鋪設(shè)、備件材料運(yùn)輸?shù)綀?chǎng),、工作場(chǎng)地布置,、原浮筒變送器及信號(hào)線拆除,、原側(cè)面管徑管線切割,、導(dǎo)波雷達(dá)測(cè)量筒取壓管線焊接就位、在役ＰＴ檢測(cè),、安裝導(dǎo)波雷達(dá),、接人回路信號(hào)線、導(dǎo)波雷達(dá)參數(shù)設(shè)置,、導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)標(biāo)定,、橫河控制器的聯(lián)調(diào)等幾個(gè)工序。其中關(guān)鍵的步驟是安裝測(cè)量筒時(shí),，需要確保傳感器的軸線和介質(zhì)表面保持垂直,。高位水箱用以補(bǔ)償再循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的容積波動(dòng)，并通過維持足夠水位保證再循環(huán)冷卻水泵人口有足夠凈正吸人壓頭,。高位水箱的水位控制通過除鹽水補(bǔ)水閥控制高位水箱水位維持在760mm,，當(dāng)測(cè)量到的水位低于設(shè)定值時(shí)，控制器自動(dòng)增大補(bǔ)水閥門開度，增加進(jìn)水量,。反之,，減小補(bǔ)水閥門開度，減少補(bǔ)水量Ｗ,。
設(shè)置導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的參數(shù)
包括：液位000%對(duì)應(yīng)0900mm、液位0%對(duì)應(yīng)582mm,、電流輸出000%對(duì)應(yīng)20mA,、電流輸出0%對(duì)應(yīng)4mA。再設(shè)置完參數(shù)后還需進(jìn)行回音曲線測(cè)試,，以過濾現(xiàn)場(chǎng)的干擾信號(hào)。現(xiàn)場(chǎng)液位計(jì)的安裝如圖1所示,。因選型新的導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì),，測(cè)量高位水箱液位范圍也由原582mm￣937．8mm擴(kuò)大至582mm￣1900mm，其對(duì)應(yīng)控制器的需求修改測(cè)量范圍,。在控制器參數(shù)“ＣＯＮＦＩＧ2”模塊中修改：ＳＣＨ1（滿量程）為1900mm、ＳＣＬ1（低液位）為582mm,，確認(rèn)控制器的設(shè)定值不變維持在7６0．0mm．這些參數(shù)設(shè)置完成后并保存：在控制器的上加入電流源,，確認(rèn)控制器面板顯示液位正常，包括：4mA對(duì)應(yīng)582mm液位,、12mA對(duì)應(yīng)1241mm液位、20mA對(duì)應(yīng)1900mm液位,。
導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)和控制器的聯(lián)合調(diào)試：
1）隔離高位水箱的液位控制補(bǔ)水閥,。
2）隔離液位測(cè)量筒上、下兩側(cè)進(jìn)水閥,。
3）在液位測(cè)量筒疏水隔離閥處，接人軟管,，通過軟管加水至測(cè)量筒,。
4）當(dāng)測(cè)量筒未注水前，確認(rèn)回路輸出電流為4mA,，控制器顯示液位為582mm,，控制器輸出為100％,，就地液位控制補(bǔ)水閥全開,。
5）逐漸注水至液位測(cè)量筒,，液位緩慢上升至7６0mm，確認(rèn)回路輸出電流至6.06mA,，控制器顯示液位為760mm，控制器輸出下降速度變緩,，且后就地液位控制器補(bǔ)水閥保持在一定開度,。
6）逐漸增加注水量，直到測(cè)量筒的液位至0900mm,，確認(rèn)回路輸人電流至20mA,，控制器顯示液位為0900mm，控制器輸出0％,，輸出下降至零,，就地液位控制補(bǔ)水閥全開,。
7)拆除注水軟管,，打開液位測(cè)量筒上、下兩側(cè)進(jìn)水閥,，打開高位水箱的液位控制補(bǔ)水閥。
3結(jié)束語
導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)是一種適應(yīng)性強(qiáng),，安裝調(diào)試方便,，維護(hù)工作量小的智能儀表＝其不被介電常數(shù)、溫度以及壓力和密度等不同條件變化影響,，其測(cè)量的液位不需要標(biāo)定，得到的測(cè)量數(shù)據(jù)具有精度高,、可重復(fù)性和分辯率高的特點(diǎn),，可以廣泛應(yīng)用于容器液位測(cè)量。導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)可以和控制器,、DCS系統(tǒng),、PLC構(gòu)成組合,，滿足現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)控制需要,。高位水箱導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的改造完成后,，設(shè)備一切運(yùn)行正常，減少設(shè)備的維護(hù)量,，有效降低生產(chǎn)成本,，運(yùn)行人員可以在主控室實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)就地液位,，保證了再循環(huán)冷卻水系統(tǒng)更加可靠安全地運(yùn)行。