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雷達液位計的特性及故障處理

發布:2022/6/6 10:02:59人氣:75
近年來,雷達液位計以其液位測量死區小、連續測量精度高、受介質特性影響小、測量范圍大、耐高溫高壓能力強和采用非接觸式測量方式等優點,在化工行業得到廣泛的推廣和應用。但是,由于被測對象比較復雜,受高溫高壓高腐蝕,還有泡沫、攪拌、蒸汽等諸多原因的嚴重破壞,造成雷達液位計頻繁出現故障,儀表維護量大,嚴重影響了生產裝置。因此,分析雷達液位計的構成和工作原理,探索日常維護措施和故障處理方法,維護雷達液位計正常工作和運行,是非常重要的研究課題。
 
1.雷達液位計的工作原理及構成
1.1概念
雷達液位計是一種可靠性能較高的新型液位測量儀表,它應用了高新的雷達技術,通過天線向被測介質發射能量極低的極短微波脈沖信號并接收反射回來的信號,然后測出發射和反射回來的時間或頻率差,從而實現判斷出容器內實際液位值的目的。
1.2構成
雷達液位計是由天線與發射器頭(TH)組成。天線是雷達傳感器的眼睛,有多種形式,如喇叭口型天線、棒式天線等,對于不同的應用和過程條件,采用不同的天線系統,因此雷達液位計也擁有了多種型號。其中,發射器頭由表體和電子單元組成,一般是通用的,在同系列的雷達液位計之間可以互換。
1.3雷達液位計測量原理
當前,雷達液位計采用微波脈沖的測量方法,較低的波束能量,不會傷害人體及環境,并可以在工業頻率波段范圍內正常運行,可安裝于管道,各種金屬和非金屬容器內,對于有惰性氣體及揮發,壓力、溫度變化較大的場合都可運行,其非接觸式的測量方法對顆粒料、漿料和液體的都可進行連續測量。目前常用的是調頻連續波方法,在所有高性能的雷達液位計中都可以應用。雷達液位計由天線發射出微波,微波信號約為10GHz帶寬,頻率是連續的不停改變的。當回波被天線接收以后,由于信號頻率不斷變化,與此時發射的信號相對比,回波的頻率也稍也不同。發射頻率與回波之間的差異,可以讓我們準確計算出物料面的距離,如圖1所示。

 
2.雷達液位計的安裝要求
為了保證雷達液位計長周期無故障的運行,科學的安裝是至關重要的環節,在安裝中需要做到:
1)測量槽壁與天線要保持平行,以有利于微波的傳播;
2)安裝位置距離應大于槽壁300mm,離槽壁應為槽直徑的1/6處,若不能保持足夠的距離,則微波發射到槽壁上時,回波信號會出現異常,造成虛假的回波信號。而我們在調試儀器的時候應該對虛假回波進行存儲;
3)儀器不能安裝在入料口上方,并且要盡量避開下料區、進料簾及漩渦。這是因為液體在注入時,被測液體反射的有效回波要遠遠小于所產生的虛假回波,而漩渦會引起不規則液位,散弱微波信號的產生,導致有效信號的衰減;
4)針對易結晶和具有腐蝕性的物體在進行測量時,介質會對傳感器造成不良影響,建議選用帶有分離法蘭結構和聚四氟乙烯測量窗的儀器。為了防止天線上存在的結晶物影響儀表正常工作,也為了避免高溫對雷達天線的影響,因為,聚四氟乙烯能承受的zui高溫度為200℃,必需保證法蘭斷面和zui高液位間有至少100到800mm的安全距離;
5)接管直徑應小于或等于屏蔽管長度(100mm或250mm)。
 
3.日常維護及故障處理
1)檢查供電是否正常。在日常維護中,zui關鍵的幾個檢查點是輸出電流、電源電壓和表體溫度。通電后,儀表在幾分鐘左右即可正常工作,若儀表出現異常,無正常輸出,則應檢查是否真正接上電源,保險絲有無燒壞。若是不超過兩個月的短期停運,則不必切斷儀表電源;
2)檢查通訊是否正常。若通訊正常時,可通過安裝了雷達調試軟件的手提電腦、雙向調制/解調器接入現場通訊單元,在操作界面上可讀取雷達的組態數據,發射波、反射波強度等所有數據。若讀不到,則通訊出現故障。這時可用這些設備到雷達頭處接入信號線,以準確判斷故障所在;
3)使用溫度。雷達頭內部的使用溫度為65℃左右。若被測介質溫度很高,則可能會超過,一般使用情況下是不會超過這個溫度的。如果出現超過65℃的情況,絕對不可以用水或者其它液體來降溫冷卻,可以經Φ6x1紫銅管子吹入少量的儀表風到雷達表頭,科學的降低表頭內部的溫度;
4)漫發射。若出現液位較低或無液位時,zui大的原因可能是測試容器底部有支架、管道,或者在工藝過程中產生了蒸汽,對雷達波形成漫發射而導致液位失靈,此時,可等到工藝液位正常后,重啟一下會自動恢復。而因蒸汽造成的漫反射,則等溫度正常后就會自動恢復;
5)儀表輸出總在zui大值。在使用過程中若發現儀表輸出總在zui大值,可能是兩種原因造成的,一是用于檢測返回信號的石英下面有水珠,另一原因是石英晶體沾上物料或臟物。針對第一種情況,用水清洗后即可解決,使其恢復正常工作。第二種情況下處理較復雜,應關掉球閥,拆下罩子和石英窗法蘭,在擦拭石表面時,不能選用堿性溶劑,要用棉布蘸汽油或酒精等溶劑進行擦拭,不要拆開石英窗固定螺釘,也不能使用金屬鉗子,以免不小心蹭破石英窗表面的噴涂層,zui后,擦干凈石英玻璃后,按要求更換新的不繡鋼纏繞墊圈,再重新安裝石英窗法蘭,以避免發生泄露;
6)天線沾污、結晶。對待輕污油罐出現故障時,應先考慮天線沾污、結晶的可能性,處理方法是,斷電后,佩戴合適的防護器具,拆下雷達傾斜放下,用抹布擦去污物或結晶,不要讓天線彎曲受損,注意輕拿輕放,切忌鐵器刮擦,以免破壞到天線表皮;
7)查看診斷信息。若儀表出現故障,排除以上幾種可能性后,可檢查其故障代碼,以進行準確的診斷和及時處理,若儀表故障仍未排除,則斷電,調換新的功能完好的雷達板卡甚至是底板、天線,通電并進行必要的組態后,逐個測試以判定故障出現在哪一個部位。
 
4.結論
當前,雷達液位計以其優越的性能,先進的雷達測量技術,在化工領域得到發揮著重要的作用。但是,我們要對雷達技術熟練掌握,對生產現場深人了解,才能降低雷達儀表的故障率、充分發揮其應有的性能,真正實現其高精度、高可靠性的穩定運行。
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