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雷達(dá)液位計(jì)常見故障的診斷、分析與解決方案的提出
雷達(dá)液位計(jì)的產(chǎn)品特點(diǎn)概述:
雷達(dá)液位計(jì)是一種基于時(shí)間行程原理的測量儀表,雷達(dá)波以光速運(yùn)行,運(yùn)行時(shí)間可以通過電子部件被轉(zhuǎn)換成物位信號。探頭發(fā)出高頻脈沖并沿纜繩傳播,當(dāng)脈沖遇到物料表面時(shí)反射回來被儀表內(nèi)的接收器接收,并將距離信號轉(zhuǎn)化為物位信號。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),雷達(dá)液位計(jì)的電磁脈沖以光速沿鋼纜或探棒傳播,當(dāng)遇到被測介質(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。識(shí)別出微脈沖在物料表面所產(chǎn)生的回波。適用于對液體、漿料及顆粒料的物位進(jìn)行非接觸式連續(xù)測量。
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雷達(dá)液位計(jì)作為一種應(yīng)用廣泛的物位檢測儀表,有很多優(yōu)點(diǎn)。即使環(huán)境溫度、壓力變化十分大,有惰性氣體及揮發(fā)存在,雷達(dá)液位計(jì)也能夠應(yīng)用。由于采用微波脈沖的測量方法,因此能夠在工業(yè)頻率波段范圍內(nèi)工作。雷達(dá)液位計(jì)波束能量較低,因此對人體和環(huán)境不會(huì)造成傷害。
但雷達(dá)液位計(jì)也存在一些局限性。主要體現(xiàn)在介電常數(shù)對雷達(dá)的影響上。盡管雷達(dá)在真空中衰減極小,但在空氣中卻會(huì)受到影響。尤其是當(dāng)空氣中含有高介電性的粉塵粉末(石墨,鐵合金等)、水蒸氣很大等情況,就會(huì)對雷達(dá)造成一定程度衰減,影響測量效果。
應(yīng)用場景介紹:
格爾木煉油廠油品車間罐區(qū)目前使用的液位計(jì)大多數(shù)都是雷達(dá)液位計(jì),但是雷達(dá)液位計(jì)一直存在著存在虛假回波導(dǎo)致雷達(dá)液位計(jì)出現(xiàn)測量錯(cuò)誤導(dǎo)致顯示測量錯(cuò)誤。給操作人員帶來很大不便, 也影響生產(chǎn)。這些虛假的回波信號主要是由于旁通管內(nèi)可能存在毛刺、焊渣、焊封還有液化氣內(nèi)的雜質(zhì)會(huì)附著在旁通管管壁上引起雷達(dá)波在該位置產(chǎn)生較強(qiáng)回波;冬季外部溫度低,罐內(nèi)油品溫度高,導(dǎo)致雷達(dá)天線系統(tǒng)上凝結(jié)水或者冰;雷達(dá)探頭粘附了油污等東西使信號發(fā)射不出去等原因產(chǎn)生虛假回波,給出假液位;當(dāng)液位較低時(shí)候,雷達(dá)波可能會(huì)發(fā)生穿透介質(zhì),產(chǎn)生的虛假回波為罐底產(chǎn)生的回波,導(dǎo)致雷達(dá)液位計(jì)顯示假液位。
要解決此問題我們需要對雷達(dá)液位計(jì)先有足夠的認(rèn)識(shí)。雷達(dá)液位計(jì)的工作原理和安裝的注意事項(xiàng)對雷達(dá)液位計(jì)的正確和正常使用是很重要的也是我們所應(yīng)掌握的,這樣我們才會(huì)更好的為煉廠的生產(chǎn)服務(wù)。本文即是針對生產(chǎn)實(shí)踐中經(jīng)常會(huì)發(fā)生的一些現(xiàn)加以歸納與總結(jié),幫助用戶了解油品油品車間罐雷達(dá)液位計(jì)存在虛假回波使得液位測量出現(xiàn)錯(cuò)誤的原因,并且提出相應(yīng)的解決辦法,對雷達(dá)液位計(jì)的長周期運(yùn)行方面有較為實(shí)際的意義。同時(shí)也掌握一些關(guān)于雷達(dá)液位計(jì)的工作原理以及安裝和維護(hù)。
1 雷達(dá)液位計(jì)的測量原理
能量很低的極短的微波脈沖通過天線系統(tǒng)發(fā)射并接收。雷達(dá)波以光速運(yùn)行。運(yùn)行時(shí)間可以通過電子部件背轉(zhuǎn)換成物位信號。一種特殊的時(shí)間延伸方法可以確保極短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定和的測量[1]。
電磁波在空氣中是以光速傳播的, 雷達(dá)液位計(jì)距離物料表面的距離可用下式表示:
D =(1/2)*CT
式中: D ———雷達(dá)液位計(jì)距離物料表面的距離;
C ———光速
T ———脈沖時(shí)間。
則液位為:
L = E - D
式中:L ———液位;
E ———罐的總高;
D ———空高。
即使在存在虛假反射的時(shí)候,的微處理技術(shù)和的ECHOFOX- 軟件也可以準(zhǔn)確地分析出物位回波。通過輸入容器尺寸,可以將上空距離值轉(zhuǎn)換成與物位成正比的信號。儀表可以空倉調(diào)試。
2 雷達(dá)液位計(jì)的安裝的注意事項(xiàng)
雷達(dá)液位計(jì)的安裝對雷達(dá)液位計(jì)的使用有較大的影響,所以安裝比較嚴(yán)格,測量液位的場合,宜垂直向下檢測安裝。雷達(dá)的波束中心距容器壁的距離應(yīng)大于由束射角、測量范圍計(jì)算出來的低液(料)位處的波束半徑。雷達(dá)的波束途徑應(yīng)避開攪拌器、其他障礙物及容器進(jìn)料流束的噴射范圍。雷達(dá)液位計(jì)的安裝還應(yīng)符合制造廠的要求[2[。
2.1 選擇安裝位置選擇一個(gè)易于安裝接線的位置,而且還要方便以后拆裝顯示/ 調(diào)試模塊PLICSCOM。不使用任何工具,可以將外殼旋轉(zhuǎn)330°。可以將PLICSCOM 旋轉(zhuǎn)角度安裝(每次旋轉(zhuǎn)90°)。
2.2 為了防潮必須使電纜入口前面的連接電纜向下。這樣雨水和冷凝水就可以順著垂下的電纜滴下來。這一點(diǎn)對于露天安裝或安裝在潮濕的地方(比如:用水清洗、加熱或冷卻)很重要。而為防止直接日曬或雨淋,建議使用保護(hù)蓋。
采用橫截面為圓形的電纜,并擰緊電纜入口。
2.3 測量的基準(zhǔn)面是螺紋或法蘭的密封面。如果被測介質(zhì)接觸天線,會(huì)在天線上造成粘附,從而影響測量,注意天線和介質(zhì)表面保持距離至少50mm。
2.4 對于帶表壓或低壓的容器,應(yīng)該在螺紋的過程連接上加密封。要檢查密封材料對于被測介質(zhì)是否穩(wěn)定。傳感器的允許壓力見傳感器上面的銘牌[2]。不能安裝在中心位置,干擾回波會(huì)導(dǎo)致信號丟失。 安裝位置在容器半徑的1/2 處。如果不能保持傳感器與罐壁的距離,罐壁上的介質(zhì)粘附會(huì)造成虛假回波。在調(diào)試儀表的時(shí)候應(yīng)該進(jìn)行虛假回波存儲(chǔ)。
3 關(guān)于雷達(dá)液位計(jì)存在的問題的解決方法 3.1 雷達(dá)檢測為虛假回波信號干擾
雷達(dá)液位計(jì)存在的主要問題是因?yàn)榇嬖诳梢员惶綔y到的虛假回波信號,影響了真實(shí)回波信號的探測,導(dǎo)致雷達(dá)液位計(jì)顯示虛假液位。需要進(jìn)行虛假回波消除。具體的消除虛假回波信號的方法步驟如下:
(1)連接計(jì)算機(jī)和雷達(dá)液位計(jì),對計(jì)算機(jī)軟件和雷達(dá)液位計(jì)進(jìn)行通信;
(2)在主菜單選擇“Service”(服務(wù))項(xiàng),打開該項(xiàng),這時(shí)候在子菜單里顯示選項(xiàng)“False echo memory”( 虛假回波存儲(chǔ));
(3)再進(jìn)入到下一級子菜單“Creat New”( 生成一個(gè)新的)。輸入從傳感器到介質(zhì)表面的當(dāng)前距離。確認(rèn)存儲(chǔ)后,在這個(gè)距離內(nèi)的所有檢測到的虛假回波都被存儲(chǔ)。
如此虛假回波將被存儲(chǔ)記憶到雷達(dá)液位計(jì)的存儲(chǔ)器內(nèi)以后雷達(dá)液位計(jì)檢測到的虛假回波信號將被過濾掉。
3.2 冬季雷達(dá)液位計(jì)天線凝結(jié)水或者結(jié)冰
建議外部加裝保溫和伴熱,使罐口附近溫度基本保持恒定。定期進(jìn)行檢查清理。
3.3 雷達(dá)液位計(jì)用旁通管的雷達(dá)液位計(jì)存在虛假回波的問題
因?yàn)榕酝ü軆?nèi)不干凈,管壁存在毛刺、焊渣、焊封以及附著的介質(zhì)的雜質(zhì)作為儀表工我們只能暫時(shí)用計(jì)算機(jī)軟件儲(chǔ)存消除虛假回波,而較為*的解決雷達(dá)液位計(jì)存在虛假回波顯示虛假液位的問題則需要聯(lián)系工藝人員進(jìn)行清理旁通管并對旁通管進(jìn)行磨砂等處理。在以后的安裝過程中嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),盡可能減少這一類問題導(dǎo)致的測量故障。
4 雷達(dá)液位計(jì)的一些常見故障的診斷和處理 通常采用兩種方法進(jìn)行雷達(dá)液位計(jì)的故障診斷:
4.1 檢查4—20mA 電流信號
4.1.1 故障:4—20mA 信號不穩(wěn)定
原因:物位波動(dòng)
處理:通過調(diào)整模塊或PACTware 軟件設(shè)定合適的積分時(shí)間
4.1.2 故障:4—20mA 信號丟失
原因:供電電源錯(cuò)誤接線
處理:檢查接線,按照接線圖進(jìn)行更正
原因:沒有接電
處理:檢查是否斷纜,如果需要進(jìn)行修理
原因:供電電壓太低或者負(fù)載電阻太高
處理:檢查并更正
4.1.3 故障:電流信號大于22mA 或0mA
原因:電子部件損壞
處理:更換儀表或送回修理
4.2 通過PLICSCOM 模塊報(bào)警故障
4.2.1 故障:E013
現(xiàn)象:沒有測量值
原因:傳感器處于預(yù)熱階段或傳感器沒有找到回波(如:安裝錯(cuò)誤或者參數(shù)調(diào)整錯(cuò)誤)
4.2.2 故障:E017
現(xiàn)象:大調(diào)整與小調(diào)整之間的差值太小
處理:重新進(jìn)行小調(diào)整和大調(diào)整,增大差值
4.2.3 故障:E036
現(xiàn)象:當(dāng)前軟件不能運(yùn)行
處理:進(jìn)行軟件升級或者將儀表退回修理
4.2.4 故障: E041
現(xiàn)象:硬件故障,電子部件故障
處理:更換儀表或者退回處理
5 結(jié)論和建議 由日常實(shí)踐我們認(rèn)為雷達(dá)液位計(jì)相比其他的液位計(jì)以其適用條件廣,安裝簡便,使用和維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)越來越多的應(yīng)用于生產(chǎn)當(dāng)中,雖然還存在一些缺點(diǎn),但是隨著技術(shù)的進(jìn)步也在不斷完善。如柴油罐區(qū)新安裝的雷達(dá)液位計(jì)就克服了以前冬天舊式雷達(dá)液位計(jì)探頭結(jié)水、結(jié)冰的問題。雷達(dá)液位計(jì)在以后會(huì)更多的應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)中,因此關(guān)于雷達(dá)液位計(jì)的使用和研究需要進(jìn)一步的學(xué)習(xí),使其更好地為生產(chǎn)實(shí)踐服務(wù)。