雷達液位計測量原理
雷達液位計的測量原理是通過(guò)電磁波的直線(xiàn)傳播特性測量周?chē)臻g的凈空距離,即被測物體距離雷達的直線(xiàn)空間距離,具體到工業(yè)生產(chǎn)中就是液體的液面到雷達天線(xiàn)的空高。通過(guò)對雷達液位計組態(tài)可設定雷達天線(xiàn)到容器底部的垂直距離,根據已經(jīng)測得的液面空高就可計算出液體的液位高度。
雷達液位計的構造
不同廠(chǎng)商所生產(chǎn)的雷達液位計形式各異,但總體的部件大體是一致的,其主要包括電路部分(雷達波發(fā)生器、信號檢測、信號處理),天線(xiàn)及接收器和安裝附件表體三大部分。根據天線(xiàn)的不同,雷達液位計可分為導波雷達和普通雷達兩大類(lèi)型。
導波雷達液位計
導波雷達是在電磁波發(fā)射器的下方安裝了一個(gè)金屬導波體,讓高頻的無(wú)線(xiàn)電波沿著(zhù)金屬體垂直向下傳播,當電磁波碰到被測物質(zhì)的液面時(shí),電磁波會(huì )在接觸面反射,沿著(zhù)波導體垂直返回到雷達液位計天線(xiàn)內部的接收器中,然后處理電路進(jìn)行分析計算,得出被測液體的液面高度。根據金屬導波體的不同,導波雷達又分為纜式和桿式兩大類(lèi)。
纜式導波雷達的導波體為一個(gè)柔性的不銹鋼金屬繩,其末端栓一金屬重物,以保證金屬繩在被測液體中垂直的伸入到容器底部,防止金屬繩在使用中漂浮擺動(dòng)而彎曲。這樣結構的雷達液位計主要用于底下罐、零位罐等地面以下的液位測量中。
一般現場(chǎng)使用的導波雷達:
桿式導波雷達的波導體根據導波桿及天線(xiàn)的不同又分為很多種,有金屬桿式的導波雷達,有通過(guò)金屬管的喇叭天線(xiàn)式的導波雷達,有帶有旁通測量筒的導波雷達。這些導波雷達主要用于高出地面的儲罐液位測量或生產(chǎn)設備塔器儲罐可以側裝旁通管的液位測量。
普通雷達液位計
普通雷達液位計的天線(xiàn),只是一個(gè)電磁波的發(fā)射接受裝置,其電磁波發(fā)射后通過(guò)氣相自由傳播,由于雷達液位計電磁波為高頻的微波信號發(fā)散傳播性差,而且被測液體距離雷達液位計的高度小,其電磁波傳播過(guò)程可看成垂直傳播,因此這種雷達液位計滿(mǎn)足液位測距要求。相對于導波雷達少了導波體節省費用方便安裝,在儲罐等較高液位測量中得到大量的應用。
根據天線(xiàn)的不同生產(chǎn)廠(chǎng)商制作了不同型號的雷達液位計,以適應不同工況環(huán)境。廠(chǎng)里使用的普通雷達液位計的天線(xiàn)有喇叭口、水滴形(防液體揮發(fā)凝結)、偏心型(防多重反射電磁波干擾)、寬口喇叭口(防氣相介質(zhì)衰減電磁波)四種類(lèi)型。
雷達液位計故障及處理
雷達液位計在日常使用中常常會(huì )出現故障,其出現故障大體分為四種類(lèi)型:數據不變,數據突然最大,數據突然為零,數據偏離實(shí)際值過(guò)大或過(guò)小且保持不變。這些故障沒(méi)有根除的方法,只能是出現問(wèn)題針對性的進(jìn)行解決。根據日常維修維護的工作經(jīng)驗,本著(zhù)先易后難的順序歸納如下:
1、斷電重啟
雷達液位計本身有很多防護功能,如果正常運行中雷達液位計自身出現故障保護,可進(jìn)行斷電重啟,此時(shí)雷達液位計內部的故障有可能消除,重新上電后恢復正常。這種處理方法適用于高液位測量的儲罐雷達液位計的維修。畢竟十多米高的儲罐,爬到罐頂上處理雷達液位計不是一個(gè)簡(jiǎn)單的事情,能在地面解決的先解決。
2、通過(guò)面板消除故障
如果斷電重啟仍然不能消除故障,要到現場(chǎng)實(shí)際查看故障,通過(guò)雷達液位計面板首先觀(guān)察有無(wú)錯誤代碼,有無(wú)故障保護措施,如果有通過(guò)面板清除,重啟后觀(guān)察雷達液位計是否正常。
3、做空頻譜
雷達液位計的測量原理是檢測接受到的電磁波頻譜,若被測液體與雷達天線(xiàn)之間的凈空中有較強的電磁波反射或干擾,那么雷達液位計極有可能把這反射的雷達波作為真實(shí)液面的雷達反射波來(lái)處理,從而得出錯誤的液位顯示。
雷達液位計空頻譜操作比較簡(jiǎn)單,可在現場(chǎng)面板處進(jìn)行設定,若現場(chǎng)沒(méi)有操作面板則需使用帶有雷達軟件的電腦進(jìn)行操作。
處理這種故障可利用雷達液位計內部的軟件功能,進(jìn)行空頻譜的檢測。設定一個(gè)高于實(shí)際液面的空高距離,讓雷達液位計檢測空高中的所有反射的電磁波頻譜,把那些接收到的高能量的頻譜電磁波在電路中屏蔽濾掉,就可把真實(shí)的液面反射的電磁波檢波出來(lái),從而得到真實(shí)的液位。
4、拆卸雷達液位計,擦拭天線(xiàn)
這是雷達液位計最后的處理步驟,如果前面3種處理方法仍無(wú)法消除雷達液位計的故障,則需拆卸雷達液位計,查看天線(xiàn)的臟污狀況,并進(jìn)行清洗除污。之所以是最后的手段,是因為現場(chǎng)使用的雷達液位計所測介質(zhì)通常含有對人體有害的物質(zhì),萬(wàn)不得已不要拆卸。拆卸雷達液位計時(shí),要做好安全防護措施,提前找一個(gè)蓋板,用來(lái)堵住雷達液位計安裝口,減少被測物質(zhì)的蒸汽揮發(fā),必要時(shí)要戴好防毒面具或呼吸器。
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