液位計(jì)相關(guān)文章
當(dāng)前位置:磁翻板液位計(jì) > 液位計(jì)相關(guān)文章雷達(dá)液位計(jì)動(dòng)態(tài)算法在脫硫液位測(cè)量中的應(yīng)用
日期:2017-08-25 來(lái)源: 作者:
摘 要:在脫硫工藝中石灰石漿液罐內(nèi)通常加裝攪拌裝置以防止?jié){液凝固,由于石灰石漿液介電常數(shù)較高,在某些情況下雷達(dá)液位計(jì)經(jīng)常出現(xiàn)失波和跳變等情況,使用多路回波矢量跟蹤的新算法(動(dòng)態(tài)算法)能夠徹底解決上述難題。本文通過(guò)對(duì)比傳統(tǒng)算法和新算法的區(qū)別,并以上述工況為基礎(chǔ),結(jié)合實(shí)際案例和數(shù)據(jù),對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)分析。
引言
在脫硫工藝中 , 為避免石灰石漿液凝固 , 通常會(huì)在儲(chǔ)罐底部加裝攪拌裝置 , 其中所涉及到的測(cè)點(diǎn)位置包括 : 吸收塔排水坑、制漿區(qū)排水坑、磨機(jī)漿液循環(huán)箱、 廢水旋流器給料箱、 石膏漿液回流箱、石膏漿液緩沖箱和事故漿液箱等。目前工程中對(duì)于液面非接觸式測(cè)量主要有超聲波液位計(jì)和雷達(dá)液位計(jì)兩種。但由于石灰石漿液溫度較高,在儀表天線表面極易形成凝水,從而影響測(cè)量結(jié)果,根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn),超聲波液位計(jì)在以上測(cè)點(diǎn)的使用效果并不好,一般采用雷達(dá)液位計(jì)進(jìn)行測(cè)量。
1 雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量原理
1.1 基本測(cè)量原理
R: 測(cè)量參考點(diǎn)
E:空標(biāo)
F:滿標(biāo)
D:測(cè)量距離
L:液位(L=E-D)
天線接收雷達(dá)脈沖反射信號(hào),并將反射信號(hào)傳輸至儀表,儀表的微處理器進(jìn)行信號(hào)分析,識(shí)別出雷達(dá)脈沖信號(hào)在物料表面的真實(shí)回波。如圖 1 所示,儀表至物料表面的距離(D)與脈沖信號(hào)的運(yùn)行時(shí)間(t)呈比例關(guān)系:
空標(biāo) E 已知時(shí),物位 L 的計(jì)算公式如下:L=E-D
同時(shí),雷達(dá)波在液體表面的反射強(qiáng)度還與液體的介電常數(shù)有關(guān),液體的介電常數(shù)越大,則反射波越強(qiáng),透射波越弱。
1.2 干擾回波的產(chǎn)生原因和種類(lèi)
1.2.1 異物回波
在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中,由于雷達(dá)天線波束角的限制,實(shí)際雷達(dá)波的傳播方向?yàn)樯刃伟l(fā)散式,如罐內(nèi)有異物或者當(dāng)液位下降,攪拌器露出液面時(shí),會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的異物回波,具體如圖 2 所示。
1.2.2 多重回波
當(dāng)液面接近天線發(fā)射端時(shí),由于回波強(qiáng)度高,反射波會(huì)在罐頂和液面形成多次反射,形成多次回波,如圖3所示。
1.2.3 罐底回波
當(dāng)液面接近罐底時(shí),由于液面變低,液體對(duì)雷達(dá)波的消耗降低,導(dǎo)致一部分雷達(dá)波會(huì)穿過(guò)液體表面并在罐底形成反射,進(jìn)而產(chǎn)生底部回波,但由于石灰石漿液介電常數(shù)較高,通常不會(huì)發(fā)生底部回波的情況。如圖 4 所示。
1.3 靜態(tài)算法對(duì)于干擾回波的抑制
1.3.1 FAC(固有噪聲)曲線
雷達(dá)液位計(jì)在調(diào)試階段,首先會(huì)在實(shí)時(shí)工況下輪巡10 ~ 20 個(gè)點(diǎn),將整個(gè)罐子的固定回波繪制成一條 FAC(Floating Average Curve)曲線,在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),液面范圍一般不會(huì)太接近底部和頂部,所以底部回波和多重回波的強(qiáng)度很小,一般不會(huì)超過(guò) FAC 曲線。雷達(dá)變送器內(nèi)部,將強(qiáng)度小于 FAC 曲線的回波統(tǒng)一認(rèn)為是干擾回波。FAC 曲線主要是抑制小強(qiáng)度的底部回波和多重回波,也就是去除罐內(nèi)固有的干擾雜音。一般情況下,除非液位在罐底和罐頂,否則底部回波和多重回波的強(qiáng)度不會(huì)超過(guò)FAC 曲線。
1.3.2 Mapping(特定抑制)曲線
對(duì)于異物回波,比如雷達(dá)波碰到罐壁的擋板和焊縫等,會(huì)出現(xiàn)回波較大的情況,一般會(huì)超過(guò) FAC 曲線強(qiáng)度。所以對(duì)于這種回波,儀表投運(yùn)時(shí),在調(diào)試階段需在變送器內(nèi)部FAC 曲線之上再單獨(dú)繪制一條 Mapping 曲線。規(guī)定只有回波強(qiáng)度高于 Mapping 強(qiáng)度,才會(huì)被判斷為真實(shí)回波。Mapping 曲線主要是在某個(gè)點(diǎn),單獨(dú)抑制異物回波的。Mapping 曲線,F(xiàn)AC 曲線具體如圖 5 所示。
黑色:Mapping 曲線
藍(lán)色:FAC 曲線
紅色:實(shí)際回波
綠線:空標(biāo)以外范圍
如圖 5 所示,在異物處,實(shí)際回波的強(qiáng)度是大于 FAC曲線的,但是由于在此處單獨(dú)做了針對(duì)此異物的 Mapping抑制,所以在此處的異物回波被抑制,并沒(méi)有對(duì)實(shí)際測(cè)量造成影響。
1.3.3 靜態(tài)算法的弊端
靜態(tài)算法對(duì)于干擾回波只有 FAC 曲線和 Mapping 曲線兩種方式。在測(cè)量時(shí),規(guī)定只有回波強(qiáng)度同時(shí)高于2條曲線,才會(huì)被認(rèn)為是真實(shí)回波。這種靜態(tài)的算法可以滿足一般的工況。
但在實(shí)際使用過(guò)程中,在某些特殊的情況下,還是會(huì)產(chǎn)生失波和跳變。
1)失波
在圖 5 中,如果液面剛剛沒(méi)過(guò)異物,而且在異物附近徘徊。異物對(duì)雷達(dá)波的反射能力要高于介質(zhì)本身,如果Mapping 設(shè)置不當(dāng),通常在這個(gè)位置會(huì)產(chǎn)生失波情況。
2)跳變
如圖 3 所示,當(dāng)液面上升到距離儀表發(fā)射端很近時(shí),由于雷達(dá)波在石灰石漿液表面反射強(qiáng)度較大,在經(jīng)過(guò)與罐頂折射之后,回到儀表的多重回波波強(qiáng)也足夠超過(guò) Mapping曲線。具體可以由圖 6 所示,Track1 和 Track2 都超過(guò)了mapping 曲線。由于儀表沒(méi)有記錄 Track1 和 Track2 的歷史軌跡,所以?xún)x表無(wú)法準(zhǔn)確分辨出哪條是真實(shí)回波,哪條是多重回波。經(jīng)常會(huì)在 2 條波之間反復(fù)選擇。而 Track2 多重回波的飛行路徑多于真實(shí)回波,所以時(shí)間至少是真實(shí)回波的 2 倍。
根據(jù)之前提到的公式: ,儀表測(cè)量值會(huì)在 2 個(gè)液位之間反復(fù)跳變。
2.3 多路回波矢量跟蹤動(dòng)態(tài)算法
動(dòng)態(tài)算法與傳統(tǒng)的靜態(tài)算法主要區(qū)別在于判定回波的方法不同:
傳統(tǒng)算法: 幅值比較。
動(dòng)態(tài)算法:幅值比較 + 速度矢量追蹤 + 歷史信息溯源。
雷達(dá)儀表進(jìn)行檢測(cè)前,會(huì)根據(jù)工況內(nèi)障礙物情況進(jìn)行1 個(gè)干擾波抑制。使用傳統(tǒng)算法儀表檢測(cè)到的真實(shí)物位回波強(qiáng)度如果低于之前所做的 Mapping 或 FAC,干擾回波就不會(huì)被儀表識(shí)別,但在某些特殊情況下無(wú)法避免失波和跳變。
而動(dòng)態(tài)算法對(duì)于測(cè)量范圍內(nèi)的每個(gè)回波都進(jìn)行標(biāo)記追蹤,基于大數(shù)據(jù)的分析基礎(chǔ),根據(jù)干擾回波運(yùn)行的速度大小、方向等因素進(jìn)行合理性判斷,故而無(wú)論物位幅值在抑制內(nèi)外,都不會(huì)失波。
2.3.1 動(dòng)態(tài)算法對(duì)于跳變情況的解決方案
儀表會(huì)一直記錄多重回波,但由于液面較低時(shí),如圖 7 所示:多重回波的回波位置在空標(biāo)值以外,儀表雖然會(huì)對(duì)其進(jìn)行抑制,但所有回波的矢量數(shù)據(jù)都已經(jīng)記錄在數(shù)據(jù)模塊中,具體如圖 7 所示。其中,Track1 為真實(shí)回波,Track2為多重回波;黑線為Mapping曲線,藍(lán)線為FAC曲線,紅線為回波曲線,綠線為空標(biāo)范圍外。
當(dāng)液面升高,多重回波進(jìn)入測(cè)量范圍內(nèi),如圖 8 所示。由于 Track2 的運(yùn)行速度一直是 Track1 的 2 倍以上(經(jīng)過(guò)至少 2 次反射),根據(jù)此特點(diǎn),儀表可以進(jìn)行真實(shí)回波和多重回波的判斷,有效的去除多重回波的干擾。
2.3.2 動(dòng)態(tài)算法對(duì)于失波情況的解決方案
當(dāng)液面在異物以下時(shí),雷達(dá)液位計(jì)的波形如圖9所示,其中 Track1 為真實(shí)回波,Track2 為異物回波,調(diào)試時(shí),也一樣要在此處進(jìn)行 Mapping 抑制。
當(dāng)液面上升時(shí),Track1 曲線會(huì)隨液面向左移動(dòng),而Track2曲線會(huì)保持不動(dòng)。也就是說(shuō),雖然對(duì)Track2做了抑制,但還是時(shí)時(shí)的記錄 Track2 的波形,并分析每個(gè)檢測(cè)到的波的運(yùn)動(dòng)軌跡。由于 Track1 隨液面波動(dòng),而 Track2 一直保持不變,根據(jù)大數(shù)據(jù)的分析之后,算法會(huì)將 Track2 歸類(lèi)為異物回波,將 Track1 歸類(lèi)為真實(shí)回波。當(dāng)出現(xiàn)真實(shí)回波和異物回波重疊時(shí),即使 Track1 的強(qiáng)度也是在 Mapping 以下,但儀表依舊會(huì)將 Track1 進(jìn)行強(qiáng)行讀取,而不會(huì)像靜態(tài)算法那樣,將 Trcak1 進(jìn)行 Mapping 抑制。具體如圖 10 所示。總之,靜態(tài)算法只是通過(guò) FAC 方式和 Mapping 方式去除某些固定的干擾,但是對(duì)于在實(shí)際使用中,在某種情況下才會(huì)發(fā)生的特殊干擾,是沒(méi)有很好的解決辦法的。
3 現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)反饋
在某電廠現(xiàn)場(chǎng),測(cè)量 25m 的液位。之前采用的微靜態(tài)算法的雷達(dá)液位計(jì),使用一段時(shí)間后,現(xiàn)場(chǎng)反饋,在 18m時(shí)測(cè)量值經(jīng)常出現(xiàn)跳變。如圖 11、圖 12 所示。
經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)分析,是由于雷達(dá)波在 18m 液位處,由于罐的物理結(jié)構(gòu)原因,產(chǎn)生大量高強(qiáng)度多重回波,回波強(qiáng)度高于Mapping 和 FAC 曲線,因?yàn)槎嘀鼗夭ǖ倪\(yùn)行時(shí)間至少為真實(shí)回波的 2 倍,且靜態(tài)算法無(wú)法進(jìn)行智能判斷,zui終導(dǎo)致液位計(jì)測(cè)量值不斷在空標(biāo)和實(shí)際液位之間進(jìn)行跳變。而且跳變到液位低限后,會(huì)聯(lián)動(dòng)泵的動(dòng)作,現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)因此導(dǎo)致了多次事故。更改為具有動(dòng)態(tài)算法的雷達(dá)液位計(jì)后,解決了上述問(wèn)題,測(cè)量曲線變得十分平穩(wěn),沒(méi)有再出現(xiàn)過(guò)跳變等情況。
4 結(jié)束語(yǔ)
在靜態(tài)算法中,處理多種回波的方式為發(fā)現(xiàn) 1 次抑制1 次,給現(xiàn)場(chǎng)人員的維護(hù)工作帶來(lái)大量的不便,而對(duì)于異物干擾,是根本沒(méi)有切實(shí)有效的解決方式的。歸其原因是沒(méi)有記錄每個(gè)波形的歷史軌跡,在某些特殊情況下,無(wú)法判斷干擾波和真實(shí)波。
而動(dòng)態(tài)算法,是基于大數(shù)據(jù)處理,在靜態(tài)算法的 FAC和 Mapping 基礎(chǔ)上,對(duì)于每一路波形都進(jìn)行歷史軌跡的跟蹤和記錄,從而根據(jù)波形的矢量信息判斷出波形的真實(shí)性。故動(dòng)態(tài)算法特別對(duì)于異物回波有切實(shí)有效的解決方法。
- 磁翻板液位計(jì)里的磁珠不動(dòng)?七點(diǎn)原因三暢皆無(wú)
- 磁翻板液位計(jì)遠(yuǎn)傳變送器接線方法大全
- 磁翻板浮子液位計(jì)浮子起不來(lái)的7種原因詳解
- 磁翻板液位計(jì)假液位的真實(shí)原因和特殊案例及排查手段
- 磁翻板液位計(jì)規(guī)格型號(hào)的解釋定義(專(zhuān)業(yè)版選型必看)
- 磁翻板液位計(jì)選型要點(diǎn)和正確使用的指南
- 內(nèi)浮頂甲醇儲(chǔ)罐液位計(jì)的選型
- 磁翻板液位計(jì)在使用中出現(xiàn)假液位怎么辦
- 磁翻板液位計(jì)無(wú)法顯示控制室液位的原因
- 長(zhǎng)量程高液位儲(chǔ)罐測(cè)量時(shí)如何選擇磁翻板液位計(jì)以及安裝技巧
- 磁性浮子液位計(jì)在硫酸生產(chǎn)中的應(yīng)用實(shí)踐
- 磁翻板液位計(jì)在酸堿廠的實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)分享
- 關(guān)于磁翻板液位計(jì)安裝前以及安裝時(shí)的11點(diǎn)注意事項(xiàng)
- [廠家分享]磁翻板液位計(jì)特點(diǎn)以及三個(gè)優(yōu)點(diǎn)
- 如何保養(yǎng)維護(hù)才能不縮短磁翻板液位計(jì)的使用壽命
- 磁翻板液位計(jì)在安裝使用前必須遵守的條件
- 在現(xiàn)場(chǎng)安裝磁翻板液位計(jì)時(shí)的注意問(wèn)題與使用注意
- 磁翻板液位計(jì)選型之磁浮子液位計(jì)選型專(zhuān)題
- UHZ系列磁性液位計(jì)的訂貨須知
- 基于機(jī)器視覺(jué)的磁翻板液位計(jì)實(shí)時(shí)讀數(shù)識(shí)別方法
- 玻璃板液位計(jì)
- 磁翻板液位計(jì)與差壓液位計(jì)雙重監(jiān)控分離器液位的方法
- 關(guān)于磁翻板液位計(jì)應(yīng)用大型乙烯裝置冷區(qū)現(xiàn)場(chǎng)的問(wèn)題
- 磁翻板液位計(jì)在海水脫硫液位測(cè)量中選擇什么材質(zhì)
- 如何解決磁翻板液位計(jì)水浸問(wèn)題及預(yù)防故障的措施
- 磁翻板液位計(jì)在抽水蓄能電站檢修排水系統(tǒng)中【2014-03-25】
- 工業(yè)液位控制首選磁翻板液位計(jì)的理由是什么【2018-05-12】
- 除日常維護(hù)磁翻板液位計(jì)之外的5種方法可以【2019-07-22】
- 遠(yuǎn)傳磁翻板液位計(jì)的智能導(dǎo)軌電源擴(kuò)大了發(fā)展【2016-08-05】
- 簡(jiǎn)要分析遠(yuǎn)傳磁翻板液位計(jì)的工作原理以及獨(dú)【2018-10-09】
- 淺談電磁感應(yīng)技術(shù)在隔爆型磁翻板液位計(jì)中的【2019-07-15】
- 翻板液位計(jì)是根據(jù)什么原理工作的?看完秒懂!【2021-09-27】
相關(guān)的產(chǎn)品
B43H-64型石英管液位計(jì)
UQC-C10磁翻板液位計(jì)
側(cè)裝翻柱液位計(jì)
純化水專(zhuān)用液位計(jì)
UHZ-517T14磁翻柱液位計(jì)
B49H型平板鍋爐雙色石英管
硫酸罐液位計(jì)
帶報(bào)警開(kāi)關(guān)磁翻板液位計(jì)
限位報(bào)警磁翻板液位計(jì)
液體硫磺專(zhuān)用磁翻板液位計(jì)
液態(tài)氣體頂裝磁翻柱液位計(jì)
SC-LD52雷達(dá)液位計(jì)
UHZ-517系列磁翻柱液位計(jì)
甲烷磁翻板液位計(jì)
不銹鋼浮球
B49H型平板鍋爐水位計(jì)
電伴熱磁翻板液位計(jì)
硫酸液位計(jì),濃硫酸儲(chǔ)槽液位
防凍保溫磁翻板液位計(jì)
側(cè)裝磁翻板鍋爐水位計(jì)
UQC-C13磁翻板液位計(jì)
磁性翻板液位計(jì)
遠(yuǎn)傳型磁翻柱液位計(jì)
側(cè)裝式磁翻板液位計(jì)
耐酸堿磁翻板液位計(jì)