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    雷达液位计常见故障的诊断、分析与解决方案的提出

    发表时间:2018-09-26 点击次数: 技术支持:15601403222

    雷达液位计的产品特点概述:



    雷达液位计是一种基于时间行程原理的测量仪表,雷达波以光速运行,运行时间可以通过电子部件被转换成物位信号。探头发出高频脉冲并沿缆绳传播,当脉冲遇到物料表面时反射回来被仪表内的接收器接收,并将距离信号转化为物位信号。雷达液位计是依据时域反射原理(TDR)为基础的雷达液位计,雷达液位计的电磁脉冲以光速沿钢缆或探棒传播,当遇到被测介质表面时,雷达液位计的部分脉冲被反射形成回波并沿相同路径返回到脉冲发射装置,发射装置与被测介质表面的距离同脉冲在其间的传播时间成正比,经计算得出液位高度。识别出微脉冲在物料表面所产生的回波。适用于对液体、浆料及颗粒料的物位进行非接触式连续测量。

    雷达液位计 

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    雷达液位计作为一种应用广泛的物位检测仪表,有很多优点。即使环境温度、压力变化十分大,有惰性气体及挥发存在,雷达液位计也能够应用。由于采用微波脉冲的测量方法,因此能够在工业频率波段范围内工作。雷达液位计波束能量较低,因此对人体和环境不会造成伤害。
     
    但雷达液位计也存在一些局限性。主要体现在介电常数对雷达的影响上。尽管雷达在真空中衰减极小,但在空气中却会受到影响。尤其是当空气中含有高介电性的粉尘粉末(石墨,铁合金等)、水蒸气很大等情况,就会对雷达造成一定程度衰减,影响测量效果。
     
    应用场景介绍:
     
    格尔木炼油厂油品车间罐区目前使用的液位计大多数都是雷达液位计,但是雷达液位计一直存在着存在虚假回波导致雷达液位计出现测量错误导致显示测量错误。给操作人员带来很大不便, 也影响生产。这些虚假的回波信号主要是由于旁通管内可能存在毛刺、焊渣、焊封还有液化气内的杂质会附着在旁通管管壁上引起雷达波在该位置产生较强回波;冬季外部温度低,罐内油品温度高,导致雷达天线系统上凝结水或者冰;雷达探头粘附了油污等东西使信号发射不出去等原因产生虚假回波,给出假液位;当液位较低时候,雷达波可能会发生穿透介质,产生的虚假回波为罐底产生的回波,导致雷达液位计显示假液位。
     
    要解决此问题我们需要对雷达液位计先有足够的认识。雷达液位计的工作原理和安装的注意事项对雷达液位计的正确和正常使用是很重要的也是我们所应掌握的,这样我们才会更好的为炼厂的生产服务。本文即是针对生产实践中经常会发生的一些现加以归纳与总结,帮助用户了解油品油品车间罐雷达液位计存在虚假回波使得液位测量出现错误的原因,并且提出相应的解决办法,对雷达液位计的长周期运行方面有较为实际的意义。同时也掌握一些关于雷达液位计的工作原理以及安装和维护。
     
      1 雷达液位计的测量原理

      能量很低的极短的微波脉冲通过天线系统发射并接收。雷达波以光速运行。运行时间可以通过电子部件背转换成物位信号。一种特殊的时间延伸方法可以确保极短时间内稳定和精确的测量[1]。
      电磁波在空气中是以光速传播的, 雷达液位计距离物料表面的距离可用下式表示:
      D =(1/2)*CT
      式中: D ———雷达液位计距离物料表面的距离;
      C ———光速
      T ———脉冲时间。
      则液位为:
      L = E - D
      式中:L ———液位;
      E ———罐的总高;
      D ———空高。
      即使在存在虚假反射的时候,最新的微处理技术和独一无二的ECHOFOX- 软件也可以准确地分析出物位回波。通过输入容器尺寸,可以将上空距离值转换成与物位成正比的信号。仪表可以空仓调试。

      雷达液位计的安装的注意事项

      雷达液位计的安装对雷达液位计的使用有较大的影响,所以安装比较严格,测量液位的场合,宜垂直向下检测安装。雷达的波束中心距容器壁的距离应大于由束射角、测量范围计算出来的最低液(料)位处的波束半径。雷达的波束途径应避开搅拌器、其他障碍物及容器进料流束的喷射范围。雷达液位计的安装还应符合制造厂的要求[2[。
      2.1 选择安装位置选择一个易于安装接线的位置,而且还要方便以后拆装显示/ 调试模块PLICSCOM。不使用任何工具,可以将外壳旋转330°。可以将PLICSCOM 旋转角度安装(每次旋转90°)。
      2.2 为了防潮必须使电缆入口前面的连接电缆向下。这样雨水和冷凝水就可以顺着垂下的电缆滴下来。这一点对于露天安装或安装在潮湿的地方(比如:用水清洗、加热或冷却)很重要。而为防止直接日晒或雨淋,建议使用保护盖。
      采用横截面为圆形的电缆,并拧紧电缆入口。
      2.3 测量的基准面是螺纹或法兰的密封面。如果被测介质接触天线,会在天线上造成粘附,从而影响测量,注意天线和介质表面保持距离至少50mm。
      2.4 对于带表压或低压的容器,应该在螺纹的过程连接上加密封。要检查密封材料对于被测介质是否稳定。传感器的最大允许压力见传感器上面的铭牌[2]。不能安装在中心位置,干扰回波会导致信号丢失。 最佳安装位置在容器半径的1/2 处。如果不能保持传感器与罐壁的距离,罐壁上的介质粘附会造成虚假回波。在调试仪表的时候应该进行虚假回波存储。

      3 关于雷达液位计存在的问题的解决方法
      3.1 雷达检测为虚假回波信号干扰
      雷达液位计存在的主要问题是因为存在可以被探测到的虚假回波信号,影响了真实回波信号的探测,导致雷达液位计显示虚假液位。需要进行虚假回波消除。具体的消除虚假回波信号的方法步骤如下:
      (1)连接计算机和雷达液位计,对计算机软件和雷达液位计进行通信;
      (2)在主菜单选择“Service”(服务)项,打开该项,这时候在子菜单里显示选项“False echo memory”( 虚假回波存储);
      (3)再进入到下一级子菜单“Creat New”( 生成一个新的)。输入从传感器到介质表面的当前距离。确认存储后,在这个距离内的所有检测到的虚假回波都被存储。
      如此虚假回波将被存储记忆到雷达液位计的存储器内以后雷达液位计检测到的虚假回波信号将被过滤掉。
      3.2 冬季雷达液位计天线凝结水或者结冰
      建议外部加装保温和伴热,使罐口附近温度基本保持恒定。定期进行检查清理。
      3.3 雷达液位计用旁通管的雷达液位计存在虚假回波的问题
      因为旁通管内不干净,管壁存在毛刺、焊渣、焊封以及附着的介质的杂质作为仪表工我们只能暂时用计算机软件储存消除虚假回波,而较为彻底的解决雷达液位计存在虚假回波显示虚假液位的问题则需要联系工艺人员进行清理旁通管并对旁通管进行磨砂等处理。在以后的安装过程中严把质量关,尽可能减少这一类问题导致的测量故障。

      雷达液位计的一些常见故障的诊断和处理
      通常采用两种方法进行雷达液位计的故障诊断:
      4.1 检查4—20mA 电流信号
      4.1.1 故障:4—20mA 信号不稳定
      原因:物位波动
      处理:通过调整模块或PACTware 软件设定合适的积分时间
      4.1.2 故障:4—20mA 信号丢失
      原因:供电电源错误接线
      处理:检查接线,按照接线图进行更正
      原因:没有接电
      处理:检查是否断缆,如果需要进行修理
      原因:供电电压太低或者负载电阻太高
      处理:检查并更正
      4.1.3 故障:电流信号大于22mA 或0mA
      原因:电子部件损坏
      处理:更换仪表或送回修理

      4.2 通过PLICSCOM 模块报警故障
      4.2.1 故障:E013
      现象:没有测量值
      原因:传感器处于预热阶段或传感器没有找到回波(如:安装错误或者参数调整错误)
      4.2.2 故障:E017
      现象:最大调整与最小调整之间的差值太小
      处理:重新进行最小调整和最大调整,增大差值
      4.2.3 故障:E036
      现象:当前软件不能运行
      处理:进行软件升级或者将仪表退回修理
      4.2.4 故障: E041
      现象:硬件故障,电子部件故障
      处理:更换仪表或者退回处理

      5 结论和建议
      由日常实践我们认为雷达液位计相比其他的液位计以其适用条件广,安装简便,使用和维护简单等优点越来越多的应用于生产当中,虽然还存在一些缺点,但是随着技术的进步也在不断完善。如柴油罐区新安装的雷达液位计就克服了以前冬天旧式雷达液位计探头结水、结冰的问题。雷达液位计在以后会更多的应用于实际生产活动中,因此关于雷达液位计的使用和研究需要进一步的学习,使其更好地为生产实践服务。

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