雷達物位測量發(fā)展到今天，其技術逐漸成熟，主流產(chǎn)品較少出現(xiàn)質量問題，故障主要集中在應用上。下面論述典型故障及處理措施。

 

２．１　選型不當

某廠污油罐，物料為不合格待回收的溶劑油或石腦油，可能含微量的水和雜質。罐為常壓鋼結構埋地臥罐；罐頂人孔上預留了ＤＮ１５０液位計法蘭口，人孔下有爬梯，爬梯傾斜向人孔，末端固定于罐底，罐深約為１．５ｍ。

 

初期，應用投入式靜壓液位計，由于物料組分變化，密度不一，測量效果差，膜盒也很快糊堵，導致液位測量無法參考。于是，改用非接觸脈沖雷達５４０１ＡＨ２Ｅ５６ＳＰＶＫＡＭ１。該雷達精度為±１０ｍｍ，工作頻率為６ＧＨｚ，波束角大（２３°），高液位時指示良好，液位低于２０％時不穩(wěn)定，記錄趨勢曲線呈鋸齒狀。

 

顯然，儲罐自身結構是液位低時測量失常的原因，此時用雙桿導波雷達比較合適，非接觸高頻連續(xù)調(diào)頻波雷達在類似工況下有成功應用的實例，但投資要昂貴得多。由于該罐控制液位較高，液位低會影響液下出料泵的運行，液位計的重要用途是防止冒罐。因此，增大了液位計的測量起點，將物料控制在高位，沒有更換此雷達液位計。

 

２．２　安裝不當

雷達物位計以界面回波的能量強度為物位測量的基礎，安裝定位要求也由其發(fā)射能量的分布狀態(tài)決定，原則是使分界面反射更多的能量，并減少干擾反射的虛假回波。

 

非接觸雷達一般要求天線伸出安裝接管，否則要選用直的或彎曲的導波延長管；天線軸線垂直物料界面，非接觸雷達測量固體料面一般使用瞄準器；能量強處（發(fā)射椎體內(nèi)，尤其近天線部分）避免干擾；與容器壁保持適當距離，防止粗糙器壁的直接反射與光滑器壁引發(fā)的多路反射；避免安裝在弧頂罐的正中心，否則，雷達波經(jīng)容器壁的多重反射后匯集，形成很強的干擾；有的雷達采用圓極化波等技術，可以只接收料面的直接反射，抑制干擾和多路反射的虛假回波。

 

導波雷達的安裝空間視探頭而定，同軸或平行探頭安裝要求較低，單探頭要與容器壁保持距離，特別是存在掛料時。避免接觸金屬容器的壁與底，偏離金屬容器的中心位置，與干擾源保持適當距離，盡量遠離加料口，消除柔性探頭擺動。非金屬容器允許雷達安裝在容器外，器壁厚度建議為微波在該材質中傳播的半波長（或半波長的倍數(shù)），此時罐外的干擾也會影響雷達的工作。有的導波雷達要求絕緣材質容器應用金屬管板安裝，以提供可靠的基線反射脈沖。安裝不當導致干擾虛假回波增強，甚至測量錯誤。

 

某廠１?。埃埃埃恚痴⊥榍蚬?，操作壓力０．０６～０．２６ＭＰａ，溫度１０～３０℃，液相物料常溫下介電常數(shù)約１．７，氣相為氮氣與少量揮發(fā)丁烷。預制ＤＮ１００管徑穩(wěn)液井，選用纜式探頭導波雷達Ｌｅｖｅｌｆｌｅｘ?。汀。疲停校矗埃罚粒粒常粒校剩拢玻保剩?，纜繩長度１３ｍ，末端重錘懸空未固定，由于是過程罐，忽略揮發(fā)氣相對電磁波速度的影響，不進行溫壓補償。應用初期出現(xiàn)了液位測量不穩(wěn)，偶爾突變的問題。經(jīng)檢查，纜繩沒有損傷或掛料，于是判斷液位測量小幅波動的原因是纜繩的擺動，測量值突變的原因是纜繩碰到了穩(wěn)液井內(nèi)壁。

 

于是將纜繩截短至１２．５ｍ，末端的重錘上加裝了Φ９０ｍｍ中心開孔的ＰＴＦＥ（ＤＫ＝２．１）對中盤，問題得到解決。

 

２．３　天線掛料的影響

物料的揮發(fā)、噴濺，甚至液位控制不當導致滿罐，都會給天線帶來影響。掛料會削弱雷達信號，程度與其分布和介電常數(shù)相關，可以忽視介電常數(shù)很小的干燥掛料的影響，介電常數(shù)大的物料外掛嚴重時會使測量信號丟失。

 

某廠圓柱形拱頂順丁烯二酸酐（簡稱順酐）儲罐：２個精酐罐、２個粗酐罐，操作溫度粗酐罐約７０℃，精酐罐約６０℃，４個儲罐大小相當，高６ｍ，直徑６ｍ，氣相充氮氣保護，微正壓。

 

液位測量zui初采用了ＤＮ８０的插入式雙法蘭液位計。下法蘭雖有蒸汽伴熱，但由于微量雜質的存在（反應副產(chǎn)物，馬來酸、溶劑等），測量膜盒表面仍然結晶結膠，無法正常測量，維護工作量極大。于是試改用吹氣式液位計，由于順酐在吹氣管內(nèi)結晶附著影響測量精度，甚至無法測量，吹掃氮氣管線增加伴熱，仍然無效。液位連續(xù)測量無效的情況下，工藝人員采取定時人工投尺的測量方法，揮發(fā)的酐氣具有腐蝕性，強烈刺激皮膚黏膜，雖有防護，仍苦不堪言。

 

查閱資料，常壓下順酐結晶點５２．８℃，６０℃的液態(tài)順酐相對介電常數(shù)約為５０，２０℃的固態(tài)順酐相對介電常數(shù)約為２．１，于是，選用了４臺Ｍｉｃｒｏｐｉｌｏｔ?。汀。疲停遥玻矗担担矗茫停耍矗茫矗撩}沖雷達物位計，兩線制測量回路供電，精度±３ｍｍ，一體化墊片法蘭天線，抗腐蝕結晶性強，易于清潔，８０ｍｍ內(nèi)藏天線允許安裝接管zui長達５００ｍｍ。投用后，效果理想，但發(fā)生了因天線結晶帶來的故障。故障現(xiàn)象為液位指示大幅跳動，也有可能穩(wěn)定在某一固定值（與表的安全設置有關），表自帶ＶＵ３３１操作模塊顯示信息“ｐｒｅｓｅｎｔ?。澹颍颍铮颍睿铮酰螅幔猓欤濉。澹悖瑁铮悖瑁幔睿睿澹臁。保悖瑁澹悖搿。悖幔欤椋猓颍牛叮矗?rdquo;，Ｅ６４１為故障代碼，相應的建議處理措施是檢查優(yōu)化安裝方式，清理天線。

 

此時檢查，會發(fā)現(xiàn)天線窗上有厚度約３ｍｍ白色順酐結晶粉末，長度約２００ｍｍ的安裝接管也布滿了疏松的針片狀順酐晶體，輕輕敲擊，即可除去結晶，儀表指示恢復正常。由于增加反吹裝置不便，儀表與安裝接管應用了電伴熱，使得清理周期延長至２個月。

 

２．４　外界電磁干擾影響

雷達特別是脈沖雷達的發(fā)射功率小，容易受外界強電壓或強電流及變頻電機速度控制器的干擾，現(xiàn)場應加強屏蔽處理及接地，減少干擾源。

 

２．５　電子虛假回波抑制的應用

安裝時應盡量避免干擾，無法避免時，可用折射板將過強的虛假反射信號折射掉，以減小虛假回波的能量密度，使傳感器較容易地將虛假信號濾出。

 

雷達波沿程可能會遇到干擾源、物位界面等對象，多路反射則會被認定為對象在較遠位置。主流雷達回波處理都有其獨到之處，通?？刹榭椿夭ㄇ€，回波曲線是對容器內(nèi)狀況的掃描映射反演繪圖，即微波在傳輸沿程反射回波的能量圖譜。盲區(qū)附近的波形狀況，真實回波、虛假回波以及雜散噪聲信號的分布、寬度、強度以及信噪比等有關測量性能的因素都可以通過回波曲線的形式全面反映出來，使用戶一目了然。

 

虛假回波的處理基于回波曲線，一般要預先記錄空罐的回波，如 ＫＲＯＨＮＥ的空罐頻譜檢測記錄功能。常見虛假回波處理方法有屏蔽干擾源、虛假干擾回波注冊消除、多次回波抑制、設置靜態(tài)或動態(tài)回波增幅置信閾值門限等方法，動態(tài)干擾的處理更困難些。

 

簡單的屏蔽干擾會遮蔽干擾點附近的所有回波信號，給測量帶來盲區(qū)；設置增幅閾值，物位在穿越干擾區(qū)時，界面回波與干擾信號疊加，使回波的波峰位置 （能 量zui 強 點）發(fā) 生 偏 移，誤 差 由 此 而生 ；多次回波抑制可消除因多路反射造成的物位測量偏低的問題；利用圓極化等技術，可以分離界面回波與干擾回波，實現(xiàn)無效干擾回波注冊，干擾回波注冊配合抑制會使液位跟蹤更可靠，可以很大程度上提高測量質量 。

 

３　 結束語

      目前，雷達物位測量技術的應用日趨廣泛，雷達的生產(chǎn)廠家越來越多，價格大幅降低。本文參考了眾多廠家的技術樣本，用戶手冊及大量應用實例，綜合來講，各主流品牌技術各有優(yōu)勢又互相借鑒，國產(chǎn)雷達起步較晚，但提供了較高性價比的產(chǎn)品。

 

　　 可以預見，雷達物位測量的應用將進一步普及，理想工況下盡顯其優(yōu)勢，在苛刻條件下的應用會有更大的突破，將獲得越來越廣泛的重視。

 

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