1、雷達液位計的組成

雷達液位計是由發(fā)射器頭(TH)與天線組成。發(fā)射器頭一般是通用的,同系列雷達液位計間可以互換。天線有多種形式,從而形成多種型號的雷達液位計。發(fā)射器頭由表體和電子單元(THE)組成。電子單元由微波單元、信號處理、數(shù)據(jù)通信、電源及瞬變保護電路板等構(gòu)成。

雷達液位計發(fā)射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。雷達波以光速運行。運行時間可以通過電子部件被轉(zhuǎn)換成物位信號。一種特殊的時間延伸方法可以確保極短時間內(nèi)穩(wěn)定和準確的測量。即使工況比較復(fù)雜的情況下,存在虛假回波,用先進的微處理技術(shù)和調(diào)試軟件也可以準確的分析出物位的回波輸入天線接收反射的微波脈沖并將其傳輸給電子線路,微處理器對此信號進行處理,識別出微脈沖在物料表面所產(chǎn)生的回波正確的回波信號識別由智能軟件完成,精度可達到毫米級。距離物料表面的距離D與脈沖的時間行程T成正比:

D=CxT2其中C為光速因空罐的距離E已知,則物位L=ED輸出通過輸入空罐高度E(=零點),滿罐高度F(=滿量程)及一些應(yīng)用參數(shù)來設(shè)定,應(yīng)用參數(shù)將自動使儀表適應(yīng)測量環(huán)境。對應(yīng)于4-20mA輸出

智能雷達物位計適用于對液體、漿料及顆粒料的物位進行非接觸式連續(xù)測量,適用于溫度、壓力變化大;有惰性氣體及揮發(fā)存在的場合。

采用微波脈沖的測量方法,并可在工業(yè)頻率波段范圍內(nèi)正常工作。波東能量較低,可安裝于各種金屬、非金屬容器或管道內(nèi),對人體及環(huán)境均無害。即使工況比較復(fù)雜的情況下,存在虛假回波,用先進的微處理技術(shù)和調(diào)試軟件也可以準確的分析出物位的回波。舉例說明1、SAAB雷達液位計測量系統(tǒng)是由RTG液位計、FCU現(xiàn)場通訊單元、RTL/2現(xiàn)場總線、DAU現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集單元、多點溫度計MST(RTD測溫元件Pt100等組成,如圖1所示,通過FCU與DCS通訊。

2、雷達液位計工作原理

調(diào)頻連續(xù)波(FMCW測量原理。如圖2所示,雷達液位計向液體表面發(fā)射微波,而約為10GH帶寬的微波信號連續(xù)地改變頻率。在雷達信號被液面反射后,回波被天線接收。由于信號頻率不斷變化,與此時發(fā)射的信號相比,回波的頻率稍微有所不同。頻率的差異與到達液面的距離成比例,因此可得到空高。罐高減去空高,即為液位值。該方法稱為調(diào)頻連續(xù)波方法。并用于所有高性能雷達液位計。(另一種為微波脈沖時間行程(PTOF)測量原理:D=c/2

3、雷達液位計的標定

液位測量值與手檢尺值有偏差時,需要對液位計進行修正,即液位計的標定

如果工藝反應(yīng)儀表液位指示與實際液位有偏差需要進行液位標定時,應(yīng)首先由工藝人員對罐液位進行手工檢尺,為保證檢尺數(shù)據(jù)的準確性,應(yīng)在靜罐情況下進行三次獨立的測量,三次檢尺數(shù)據(jù)的平均值作為液位修正的參考值

舉例說明,對于PRO和REX系列的雷達液位計進行液位標定,首先需要將安裝了 Tank Master調(diào)試軟件的電腦通過FBM和FCU相連,開機進入調(diào)試軟件界面,標定方法有三種。

雷達液位計投用前應(yīng)對罐的參考高度依據(jù)實際情況進行準確量值的偏差有規(guī)律可循,即總是偏高或偏低相同數(shù)值,則應(yīng)考慮罐的參考高度設(shè)置有誤,如果總是偏高△L,則新的罐參考高度值=原參考高度值-△L,如果總是偏低△L,則新的罐參考高度值=原參考高度值+△L,修改罐參考高度的方法:選中雷達液位計右鍵,選擇 Tank Distance進入,可以看到 Tank Preference Hight項,輸入新的罐參考高度值,在確認罐高設(shè)置正確的情況下,利用 WinSetup的 Calibrate功能進行標定，選中要標定的雷達液位計右鍵,選擇 Calibrate進入,在打開的窗口中點擊 Calibration data選項,彈出如下窗口,進行多點標定:在 Hand Dipped Level欄輸入手檢尺液位值,在 SAAB Level欄輸入雷達測量值,點擊 Refresh按鈕,然后點擊 Save calibrationdata in PCdatabase,在之后打開的窗口中點擊 Write newcalibration data to rtg

4、雷達液位計安裝要求及注意事項

1)薦距離(1)墻至安裝短管的外壁

(2)離罐壁為罐直徑1/6處,ZUI小距離為200mm。

(3)不能安裝在入料口的上方。

(4)如果不能保持儀表與罐壁的距離,罐壁上的介質(zhì)會黏附造成虛假回波,在調(diào)試儀表的時候應(yīng)該進行虛假回波存儲。

(5)測量范圍從波束觸及罐底的那一點開始計算,但在特殊情況下,若罐底為凹型或錐形,當物位低于此點時無法進行測量若介質(zhì)為低介電常數(shù)當其處于低液位時,罐底可見,此時為保證測量精度,建議將零點定在低高度為C的位置。理論上測量達到天線頂端的位置是可能的,但是考慮到腐蝕及粘附的影響,測量范圍的終值應(yīng)距離天線的頂端至少100mm。對于過溢保護,可定義一段安全距離附加在盲區(qū)上。ZUI小測量范圍與天線有關(guān)。隨濃度不同,泡沫既可以吸收微波,又可以將其反射,但在一定的條件下是可以進行測量的。

(6)測量范圍從波束觸及罐低的那一點開始計算,但在特殊情

(7)理論上測量達到天線頂端的位置是可能的,但是考慮到腐蝕及粘附的影響,測量范圍的終值應(yīng)距離天線的尖頂端至少100

(8)對于過溢保護,可定義一段安全距離附加在盲區(qū)上,ZUI小測量范圍與天線有關(guān)。

(9隨濃度不同,泡沫既可以吸收微波,又可以將其反射,但在一定的條件下是可以進行測量的。

5、雷達液位計的故障處理

(1)查檢供電是否正常。

(2)查檢通訊是否正常。通過安裝了雷達調(diào)試軟件的手提電腦、FBM(雙向調(diào)制/解調(diào)器)接入FCU2160現(xiàn)場通訊單元),可以在操作界面上讀取雷達的所有數(shù)據(jù),發(fā)射波、反射波強度,雷達問題,還可以拿著這些到雷達頭處接入信號線,以判斷故障所在,這樣處理可以排除信號線的故障。
(3）如果罐底部有管道、支架，會對雷達波開甩漫反射，所以在無液位或液位較低時,顯示不正常時,待工藝液位正常后,重啟一下會有顯示。在工藝進油時,如果產(chǎn)生了蒸汽,也會形成漫反射而使液位失靈,溫度正常后會自動恢復(fù)

(4)對輕污油罐優(yōu)先考慮天線結(jié)晶、沾污可能。處理必須二人以上,拆下雷達前必頒佩戴合適的防護器具;在罐頂拆下的螺栓妥善放好,勿使滑落傷人;斷電后抬起雷達傾斜放下,注意輕拿輕放,不使天線受損;用抹布擦去結(jié)晶或油污,不要讓天線彎曲切忌鐵器刮擦,以免破壞天線表皮

(5)如仍不能恢復(fù)正常,可以用好的雷達板卡甚至是底板、天線與之調(diào)換。調(diào)換前要做好記號并且要斷電,上電并進行必要的組態(tài)后,即可進行測試,以判定哪一塊板卡出了問題。

(6)查看診斷信息。若出現(xiàn)故障,可通過檢查其故障代碼,進行診斷和處理。如果仍不能解決問題,則要聯(lián)系或咨詢生產(chǎn)廠家專業(yè)技術(shù)維修人員作進一步檢查。