用雷达液位计量表测量贮槽液位的方法

一、雷达液位计是近年来开始普及的经济液位计，采用不与介质接触的测量方式，具有安装容易、故障率低、维护容易、高、介质影响小等优点，广泛应用于冶金、化工、精油等行业。 本公司通过测量贮藏粗苯、焦油、废氨水等的十几个高度为20m贮槽水平，设计了日本东京设计的浮子钢带液位计，但由于钢带液位计的机械部件较多，容易被粗苯、废氨水等物质腐蚀，使用以来故障率一直较高， 在维护量和费用也逐年增加的雷达液位计改造部分液位计后，故障率显着降低，温度上升，维护量和备件费用下降，取得了良好的效益。 二、浮子钢带液位计有问题的机械浮子钢带液位计，如图1a所示，浮子、钢带和变送器的弹簧、旋转轴、滑动阻力、放大电路等部件协作将槽液位的升降转换成4~20mA的标准化电流信号，向中央控制室提供显示和警报。 固定在槽内的钢丝具有不使浮子左右移动而是上下移动的导向作用。 这种液位计有很多机械部件，安装时需要在槽中安装钢丝，在上部安装皮带轮，在钢丝上安装保护套，很不方便。 由于设备老化、机械零件磨损和介质腐蚀，故障增加:贮槽内易挥发的杂质如萘等堆积在滑轮上，影响滑轮旋转，被氨水、粗苯等内部介质腐蚀， 作业人员用手摇动浮子向高处突然放出的不恰当的操作，钢带被破坏的变送器内部的线圈、皮带轮等部件，即使在使用中发生弹簧断裂、从固定托架脱落、钢带从皮带轮脱落的故障，变送器内的部件发生固定故障的长期使用 以上所有故障的液位计都不能正常工作。 为了排除这些故障，维修人员频繁清理水垢、重新安装更换零件、加油等一些故障，如更换钢带和钢丝需要人工清理槽，不仅工作量大，而且清理槽的费用也会影响生产。 三、使用雷达液位计代替浮子钢带液位计解决了钢带液位计的长期问题，降低了用品和维护费用，同时现代技术、控制手段的发展也要求仪器能够在测量中提供稳定可靠的在线数据 本公司贮槽中贮藏的粗苯、焦油、氨水等物品易爆炸，腐蚀性强，因此需要较高的防爆能力和耐腐蚀能力。 考虑到槽内的介质密度、浓度等特性不一定，计量仪器需要粗苯、焦油等一部分介质易挥发产生雾，不受槽内的雾和介质密度变化等影响的能力。 综合以上因素，综合比较了贮槽中可利用的几种液位计后，选定了VEGAPULS雷达液位计。 采用双线制、24VDC供电，本质上安全的天花板安装方式只需在大槽天花板盖上开孔，就不需要准备清理槽等，安装方便，非接触式测量，不受介质特性影响的雷达发出的雷达波没有传输介质， 具有不受影响可穿过大槽内挥发雾、故障率低、易于维护、高等优点，能很好地满足现场测量的要求。 1 .雷达液位计测量原理雷达液位计采用发射的反射； 收到的工作模式。 从雷达液位计的天线发射电磁波，这些波被测量对象的表面反射后，由天线接收，电磁波发射后到接收的时间与液面的距离成比例，关系式如下: D=CT/2式中d； <； br/>； 从雷达液位计到液面的距离c <； br/>； 光速t>； <； br/>； 电磁波的运行时间雷达水平计记录脉冲波经历的时间，但电磁波的传播速度一定的话，就可以计算出从液面到雷达天线的距离，知道液面的水平。 在实际运用中，雷达水平计有调频连续波方式和脉冲波方式两种方式。 采用调频连续波技术的电平仪功耗大，应采用四线制，电子电路复杂。 采用雷达脉冲波技术的液位计，功耗低，能以双线式24VDC供电，易于实现本质安全，适用范围广。 VEGAPULS雷达液位计采用脉冲微波技术，其天线系统发射频率为6.3GHz且持续时间为0.8ns的脉冲波束，此后停止278ns，在脉冲发射停止期间，天线系统作为接收器接收反射波，并且同时进行回波图像数据处理 2 .雷达液位计的特点(1)雷达液位计为一体设计，无可动零件，无机械磨损，寿命长。 (2)雷达液位计测量时产生的电磁波可通过真空，无需输送介质，具有不受大气、蒸汽、槽内挥发雾影响的特征，可用于挥发介质如粗苯的液位测量。 (3)雷达液位计可用于大多数液体的液位测量。 当电磁波被液面反射时，信号衰减；而当信号过度衰减时，雷达液位计不能测量足够的电磁波信号。 导电性介质经常反射电磁波，在VEGAPULS雷达的液位计上，即使是微导电性物质也能够反射充分的电磁波。 即使是介电常数大于1.5的非导电性介质(空气的介电常数为1.0 )也能保证充分的反射波，介电常数越大反射信号越强。 在实际应用中，大多数介质能够反射足够的反射波。 (4)以不受槽内液体密度、浓度等物理特性影响的非接触方式进行测量。 (5)测量范围广，zui宽的测量范围达到0~35m，可用于高温高压的液面水平测量。 (6)天线等重要部件采用高质量材料，能适应抗腐蚀环境。 (7)功能丰富，具有虚假波的学习功能。 当输入液位的实际液位时，软件可以自动地识别液位到天线的虚拟回波，从而消除这些波的干扰。 (8)参数的设定方便，可以通过等级计算的简易操作键进行设定，搭载HART协议的手部操作器和vegavisualizationsoftware的PC，可以在远程和直接等级计算的通信地点进行设定，非常方便。 3 .雷达液位计安装注意事项雷达液位计是否能正确测量取决于反射波的信号。 在所选择的设置场所，液面无法将电磁波反射到雷达天线上，或者在电波范围内干扰物反射到雷达液位计上，雷达液位计不能正确反映实际的液位。 因此，合理选择安装位置对雷达液位计非常重要，安装时应注意以下几点: (1)雷达液位计天线的轴线应垂直于液位计的反射面。 (2)槽内的搅拌阀、槽壁的附着物和台阶等物体在雷达液位计的信号范围内，会产生干扰的反射波，影响液位测量。 在安装过程中，请选择适当的安装位置，以避免这些因素干扰。 (3)喇叭型雷达液位计的喇叭口必须超过距安装孔内表面一定距离( >； 10毫米)。 棒式液位计的天线从安装孔中伸出，安装孔的长度不得超过100mm。 请勿将圆型或椭圆型容器设置在距中心1/2R(R为容器半径)的位置，而将其设置在圆型或椭圆型容器顶的中心。 否则，雷达波会在容器壁上多次反射后，汇集到容器顶的中心形成强干扰波，影响正确的测量。 (4)测量液位变动大的容器的液位时，采用带旁通管的液位计，可以减少液位变动的影响。 安装完成后，可以在搭载vegavisualizationsoftware的PC上观察反射波图表，判断液位计的安装是否合适，如果不合适，可以进一步调整安装位置，直到满足为止。 在本公司的贮槽中，zui蕞初选择雷达液位计，设置在距离沟壁约300mm的位置，用PC观察反射波图，结果如图2a所示，反射波面有强干扰波，该干扰波的主要原因可能是沟壁的尺度。 为了避免这些要因的影响，在天线与支承柱的距离分别为1000mm的位置，如图1b所示，在搭载了可视化软件的PC上观察反射波图时，干扰波的强度降低，干扰波的影响被有效地除去 针对图2b所示的干扰波，在一些安装位置不可避免的干扰波也可以使用VEGAPULS雷达液位计来识别虚假波的功能，液位计根据实际水平来识别干扰反射波，并与雷达液位计的内部数据库共存，在雷达液位计处理数据时，将这些干扰波分为这些干扰波 4 .雷达液位计的维护雷达液位计主要由电子元件和天线组成，无可动元件，使用中故障极少。 使用中偶然遇到的问题是，贮槽中易挥发的有机物结晶成雷达液位计的斜面或天线，定期检查清理即可，维护量少。 在日常维护中，可以通过PC (搭载可视化软件)远程观察反射波的图表，对于之后可能新产生的干扰波，具有利用液位计来识别虚假波的功能，可以消除这些干扰波的影响，保证正确的测量。 四、应用效果比较雷达液位计改造钢带浮动液位计后，在设备故障率、安装工作量、维护量、用品量等方面取得了明显效果，其中zui典型为粗苯贮槽的液位测定。 由于粗苯的腐蚀性非常强，钢带浮子液位计故障频繁，从切换到平均月故障4次以上的雷达液位计2年以上，液位计运行稳定，从未出现过故障。 根据使用经验，比较了雷达液位计和钢带浮子液位计的性能特性，如表1所示。 不仅仪表的性能，改造的批量投资和将来的运行成本也是用户考虑的重要内容。 由表2和表3可知，无论是一次改造投资还是将来的运行成本，雷达水平计都明显低于浮子钢带水平计。 对于用户来说，可以节约大幅度的改造费用和运营成本，降低企业成本，增加利润。

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