雷達(dá)液位計(jì)的原理、選型、常見(jiàn)故障及解決方法

1、雷達(dá)液位計(jì)的原理、特點(diǎn)、安裝、維護(hù)及常見(jiàn)故障1.雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量原理 雷達(dá)液位計(jì)采用發(fā)射-反射-接收的工作模式。雷達(dá)液位計(jì)的天線發(fā)射出電磁波，這些波經(jīng)被測(cè)對(duì)象表面反射后，再被天線接收，電磁波從發(fā)射到接收的時(shí)間與到液面的距離成正比，關(guān)系式如下：D=CT/2式中 D雷達(dá)液位計(jì)到液面的距離        C光速        T電磁波運(yùn)行時(shí)間雷達(dá)液位計(jì)記錄脈沖波經(jīng)歷的時(shí)間，而電磁波的傳輸速度為常數(shù)，則可算出液面到雷達(dá)天線的距離，從而知道液面的液位。在實(shí)際運(yùn)用中，雷達(dá)液位計(jì)有兩種方式

2、即調(diào)頻連續(xù)波式和脈沖波式。采用調(diào)頻連續(xù)波技術(shù)的液位計(jì)，功耗大，須采用四線制，電子電路復(fù)雜。而采用雷達(dá)脈沖波技術(shù)的液位計(jì)，功耗低，可用二線制的24V DC供電，容易實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全，精確度高，適用范圍更廣。VEGAPULS雷達(dá)液位計(jì)采用脈沖微波技術(shù)，其天線系統(tǒng)發(fā)射出頻率為6.3GHz、持續(xù)時(shí)間為0.8ns的脈沖波束，接著暫停278ns，在脈沖發(fā)射暫停期間，天線系統(tǒng)將作為接收器，接收反射波，同時(shí)進(jìn)行回波圖像數(shù)據(jù)處理，給出指示和電信號(hào)。2.雷達(dá)液位計(jì)的特點(diǎn)(1雷達(dá)液位計(jì)采用一體化設(shè)計(jì)，無(wú)可動(dòng)部件，不存在機(jī)械磨損，使用壽命長(zhǎng)。(2雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量時(shí)發(fā)出的電磁波能夠穿過(guò)真空，不需要傳輸媒介，具有不受大氣、蒸氣

3、、槽內(nèi)揮發(fā)霧影響的特點(diǎn)，能用于揮發(fā)的介質(zhì)如粗苯的液位測(cè)量。(3雷達(dá)液位計(jì)幾乎能用于所有液體的液位測(cè)量。電磁波在液位表面反射時(shí)，信號(hào)會(huì)衰減，當(dāng)信號(hào)衰減過(guò)小時(shí)，會(huì)導(dǎo)致雷達(dá)液位計(jì)無(wú)法測(cè)到足夠的電磁波信號(hào)。導(dǎo)電介質(zhì)能很好地反射電磁波，對(duì)VEGAPULS雷達(dá)液位計(jì)，甚至微導(dǎo)電的物質(zhì)也能夠反射足夠的電磁波。介電常數(shù)大于1.5的非導(dǎo)電介質(zhì)(空氣的介電常數(shù)為1.0也能夠保證足夠的反射波，介電常數(shù)越大，反射信號(hào)越強(qiáng)。在實(shí)際應(yīng)用中，幾乎所有的介質(zhì)都能反射足夠的反射波。(4采用非接觸式測(cè)量，不受槽內(nèi)液體的密度、濃度等物理特性的影響。(5測(cè)量范圍大，最大的測(cè)量范圍可達(dá)035m，可用于高溫、高壓的液位測(cè)量。(6天線等關(guān)

4、鍵部件采用高質(zhì)量的材料，抗腐蝕能力強(qiáng)，能適應(yīng)腐蝕性很強(qiáng)的環(huán)境。(7功能豐富，具有虛假波的學(xué)習(xí)功能。輸入液面的實(shí)際液位，軟件能自動(dòng)地標(biāo)識(shí)出液面到天線的虛假回波，排除這些波的干擾。(8參數(shù)設(shè)定方便，可用液位計(jì)上的簡(jiǎn)易操作鍵進(jìn)行設(shè)定，也可用HART協(xié)議的手操器或裝有VEGA Visual Operating軟件的 PC機(jī)在遠(yuǎn)程或直接接在液位計(jì)的通信端進(jìn)行設(shè)定，十分方便。3.雷達(dá)液位計(jì)安裝的注意事項(xiàng)雷達(dá)液位計(jì)能否正確測(cè)量，依賴于反射波的信號(hào)。如果在所選擇安裝的位置，液面不能將電磁波反射回雷達(dá)天線或在信號(hào)波的范圍內(nèi)有干擾物反射干擾波給雷達(dá)液位計(jì)，雷達(dá)液位計(jì)都不能正確反映實(shí)際液位。因此，合理選擇安裝位置對(duì)

5、雷達(dá)液位計(jì)十分重要，在安裝時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1雷達(dá)液位計(jì)天線的軸線應(yīng)與液位的反射表面垂直。(2槽內(nèi)的攪拌閥、槽壁的黏附物和階梯等物體，如果在雷達(dá)液位計(jì)的信號(hào)范圍內(nèi)，會(huì)產(chǎn)生干擾的反射波，影響液位測(cè)量。在安裝時(shí)要選擇合適的安裝位置，以避免這些因素的干擾。(3喇叭型的雷達(dá)液位計(jì)的喇叭口要超過(guò)安裝孔的內(nèi)表面一定的距離(>10mm。棒式液位計(jì)的天線要伸出安裝孔，安裝孔的長(zhǎng)度不能超過(guò)100mm。對(duì)于圓型或橢圓型的容器，應(yīng)裝在離中心為1/2R(R為容器半徑距離的位置，不可裝在圓型或橢圓型的容器頂?shù)闹行奶?，否則雷達(dá)波在容器壁的多重反射后，匯集于容器頂?shù)闹行奶?，形成很?qiáng)的干擾波，會(huì)影響準(zhǔn)確測(cè)量。(4對(duì)液

6、位波動(dòng)較大的容器的液位測(cè)量，可采用附帶旁通管的液位計(jì)，以減少液位波動(dòng)的影響。安裝完畢以后，可以用裝有VEGA Visual Operating軟件的 PC機(jī)觀察反射波曲線圖，來(lái)判斷液位計(jì)安裝是否恰當(dāng)，如不恰當(dāng)，則進(jìn)一步調(diào)整安裝位置，直到滿意為止。對(duì)于有些安裝位置無(wú)法避免的干擾波，還可利用VEGAPULS 雷達(dá)液位計(jì)識(shí)別虛假波的功能，液位計(jì)能根據(jù)實(shí)際液位標(biāo)識(shí)出干擾反射波，并存于雷達(dá)液位計(jì)的內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)，使雷達(dá)液位計(jì)在數(shù)據(jù)處理時(shí)能識(shí)別這些干擾波，去除這些干擾反射波的影響，保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。安裝注意事項(xiàng)2：   （1）天線平行于測(cè)量槽壁，利于微波的傳播。   （

7、2）安裝位置距槽壁距離應(yīng)大于30cm，以免將槽壁上的虛假信號(hào)誤做回波信號(hào)。   （3）盡量避開(kāi)下料區(qū)、攪拌器等干擾源，使波束范圍內(nèi)無(wú)固定物，提高信號(hào)的可信度。   （4）接管直徑應(yīng)小于或等于屏蔽管長(zhǎng)度（100mm或250mm）。4.雷達(dá)液位計(jì)的維護(hù)雷達(dá)液位計(jì)主要由電子元件和天線構(gòu)成，無(wú)可動(dòng)部件，在使用中的故障極少。使用中偶爾遇到的問(wèn)題是，貯槽中有些易揮發(fā)的有機(jī)物會(huì)在雷達(dá)液位計(jì)的喇叭口或天線上結(jié)晶，對(duì)它們只要定期檢查和清理即可，維護(hù)量少。在日常維護(hù)中，可以用 PC機(jī)(裝有VEGA Visual Operating軟件遠(yuǎn)程觀察反射波曲線圖，對(duì)于后來(lái)可能新產(chǎn)生

8、的干擾波，可以利用液位計(jì)有識(shí)別虛假波的功能，除去這些干擾反射波的影響，保證準(zhǔn)確測(cè)量。雷達(dá)液位計(jì)作業(yè)指導(dǎo)書雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量原理： 雷達(dá)液位儀是一種俯視式時(shí)間行程測(cè)量系統(tǒng)，用于測(cè)量從參考點(diǎn)（罐頂處）到介質(zhì)液位表面的間距。一般雷達(dá)液位儀的測(cè)量是通過(guò)天線發(fā)出微波，在被測(cè)介質(zhì)液面產(chǎn)生反射，并被天線接收，通過(guò)電子線路轉(zhuǎn)換后送到微處理機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理。雷達(dá)波傳導(dǎo)的距離由發(fā)射波與反射波的頻率計(jì)算，由于雷達(dá)波以光速傳播，對(duì)于油罐這種相對(duì)高度不大的測(cè)量對(duì)象而言，要求分辨率極高，所以測(cè)量反射時(shí)間幾乎不可能。解決辦法是改變發(fā)射波頻率，測(cè)量發(fā)射波與反射波的頻率差，計(jì)算出雷達(dá)波傳輸?shù)木嚯x，這就是雷達(dá)液位儀所采用的調(diào)頻連續(xù)波

9、（FMCW）技術(shù)。注意：雷達(dá)液位計(jì)接線方式主要有兩線制和 四線制。兩線制：去現(xiàn)場(chǎng)只有兩根線，即同時(shí)做為信號(hào)線和供電電源線。四線制：其中兩根作為信號(hào)線，另外兩根做為電源線。（HART通訊器都接在信號(hào)線上）雷達(dá)液位計(jì)的主要特點(diǎn)1容易安裝、無(wú)移動(dòng)部件、維護(hù)量較小。2精度高、可靠性最高。3超高靈敏度與獨(dú)特信號(hào)處理特點(diǎn)可處理困難的工藝過(guò)程條件。4高度靈活性，同廠家發(fā)射器頭與天線都有互換性。5輸出為疊加于hart的420ma信號(hào)、數(shù)字式profibus dp或trl2現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)。維護(hù)范圍內(nèi)的雷達(dá)液位計(jì)信號(hào)大多數(shù)由模擬量引入DCS系統(tǒng)，所以與現(xiàn)場(chǎng)有些偏差，檢查步驟如下：. 作業(yè)步驟 危險(xiǎn)分析與安全措施1.

10、聯(lián)系好生產(chǎn)相關(guān)事宜，開(kāi)具相關(guān)作業(yè)票1. 確認(rèn)液位是否參與聯(lián)鎖，如果是就切除聯(lián)鎖。2.確認(rèn)容器內(nèi)為何介質(zhì)和工況，如壓力，溫度等2.根據(jù)故障現(xiàn)象判斷大致原因是在現(xiàn)場(chǎng)還是室內(nèi)3.在室內(nèi)檢查安全柵前后的信號(hào)是否正常1.確認(rèn)儀表位號(hào)和資料2.正確使用儀器，以免導(dǎo)致儀器損壞和影響系統(tǒng)。3.HART通訊器是否使用正確4.在室外容器頂部對(duì)變送器進(jìn)行檢查1.確認(rèn)周圍環(huán)境的安全，有毒有害易燃易爆氣體是否超標(biāo)。2.檢查變送器電源是否正常，然后檢查輸出信號(hào)是否正常。3.HART通訊器是否使用正確。故障處理例：工藝反映DCS液位比實(shí)際液位偏差大。檢查步驟： 測(cè)量安全柵輸入輸出電流信號(hào)是否相同（判斷安全柵好壞）測(cè)量安全柵

11、輸出電流信號(hào)是否與DCS顯示相符-是（DCS模件正常）-|好檢查電纜好壞檢查變送器輸出電流是否和安全柵輸入相同檢查變送器零點(diǎn)與量程設(shè)置是否正確<好<是雷達(dá)液位計(jì)大多數(shù)都支持HART通訊，用375通訊器或pc加軟件都可進(jìn)行組態(tài)。超聲波液位計(jì)測(cè)量原理超聲波液位計(jì)的工作原理是由換能器（探頭）發(fā)出高頻超聲波脈沖遇到被測(cè)介質(zhì)表面被反射回來(lái)，部分反射回波被同一換能器接收，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。超聲波脈沖以聲波速度傳播，從發(fā)射到接收到超聲波脈沖所需時(shí)間間隔與換能器到被測(cè)介質(zhì)表面的距離成正比。此距離值S與聲速C和傳輸時(shí)間T之間的關(guān)系可以用公式表示： S=C×T/2 由于發(fā)射的超聲波脈沖有一定的寬度，使得距離換能器較近的小段區(qū)域內(nèi)的反射波與發(fā)射波重迭，無(wú)法識(shí)別，不能測(cè)量其距離值。這個(gè)區(qū)域稱為測(cè)量盲區(qū)。盲區(qū)的大小與超聲波物位計(jì)的型號(hào)有關(guān)。 超聲波物位計(jì)特點(diǎn) 由