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    對雷達液位計產品構造說明以及常見的故障處理主意

    發表時間:2020-05-08   點擊次數:314 技術支持:1560-1403-222
    雷達液位計是一種利用電磁波傳播過程中折射性和快速性而研發的空間測距電子儀器,***初用于國防及航空導航。隨著科學技術的推廣,雷達測距技術逐漸轉向到工業和民用領域,并衍生出眾多類型的產品,其中應用于工業生產中液位測量的雷達液位計就是應用量特別大的一個類別。相較與其他類型的液位計,雷達液位計測量精度相當較高,無可動部件,安裝方便,使用壽命長,日常維護工作量小,因此在許多的工農業測量場合得到應用。但是難免也會遇到一些問題。為了幫助用戶正確了解雷達液位計產品特性,熟悉雷達液位計的工作特點,掌握在實際使用中的常見故障的解決方法,相信此文會對您在使用會有所幫助。

    一、雷達液位計測量原理
    雷達液位計的測量真理和軍工中的雷達一樣,是通過電磁波的直線傳播特点測量周圍空間的凈空距離,即被測物體距離雷達的直線空間距離,具體到工業生產中便是液體的液面到雷達天線的空高。通過對雷達液位計組態可設定雷達天線到容器底部的垂直距離,根據測得的液面空高就可計算出液體的液位高度。

    測量原理公式為H=L-CT/2
    C為電磁波的波速即光速, T為電磁波從發射接收所用到的時間,L為雷達天線距離容器的***低端的垂直高度,H為被測液體的高度。

    工業中的液位檢測不同于軍工航空動輒幾十上百千米的空間測距,生產中的液位檢測距離都較小,高范圍的儲罐液位檢測一二十米的垂直高度,這樣的距離空間對于光速傳播的電磁波來說不妨忽视不計,以是上述的測量方式實現,因為人類無法制造出不消時間的電路處理儀表。

    為使雷達測距應用于工業中的液位檢測,生產廠商使用了高頻的無線電波,使用線性調頻連續測距的主意,讓天線發射的電磁波的頻率隨著時間進行改變,接收器接收到的反射電磁波頻率與此時的天線發射頻率是分别的,通過計算兩者的頻率差,換算得出電磁波在空間傳播的時間,從而能夠計算出被測液位的高度。

    二、雷達液位計的產品構造
    差别廠商所生產的雷達液位計步地各異,但總體的部件大體是的,其主要包括電路部门,天線及接收器和安裝附件表體三大部分。根據天線的分歧,雷達液位計可分為導波雷達和普通雷達兩大類型。
    導波雷達液位計

    導波雷達液位計
    導波雷達是在電磁波發射器的下方安裝了一個金屬導波體,讓高頻的無線電波沿著金屬體垂直向下傳播,當電磁波碰到被測物質的液面時,電磁波會在接觸面反射,沿著波導體垂直的返回到雷達液位計天線內部的接收器中,然后處理電路進行解析計算,得出被測液體的液面高度。根據金屬導波體的差别,導波雷達分為纜式和桿式兩大類。

    纜式導波雷達的導波體為一個柔性的不銹鋼金屬繩,其末端栓一金屬重物,以保證金屬繩在被測液體中垂直的伸入到容器底部,防范金屬繩在利用中漂浮擺動而彎曲。這樣結構的雷達液位計主要用于底下罐、零位罐等大地以下的液位測量中。

    桿式導波雷達的波導體根據導波桿及天線的分歧又分為许多種,有金屬桿式的導波雷達,有通過金屬管的喇叭天線式的導波雷達,有帶有旁通測量筒的導波雷達。這些導波雷達主要用于逾越地面的儲罐液位測量或生產設備塔器儲罐不妨側裝旁通管的液位測量。

    非接觸式雷達液位計

    普通雷達液位計
    普通雷達液位計的天線,只是一個電磁波的發射接受裝置,其電磁波發射后通過氣相自由傳播,因为雷達液位計電磁波為高頻的微波信號發散傳播性差,而且被測液體距離雷達液位計的高度小,其電磁波傳播過程可作为垂直傳播,所以這種雷達液位計滿足液位測距要求。相對于導波雷達少了導波體節省費用方便安裝,在儲罐等高液位測量中得到大量的應用。

    根據天線的不同生產廠商制作了差异型號的雷達液位計,以適應差别工況環境。廠里使用的普通雷達液位計的天線有喇叭口、水滴形、偏心型、寬口喇叭口四種類型。

    普通雷達液位計主要用在儲罐液位檢測中,現場安裝及天線如圖:

    根據雷達液位計處理電路的復雜程度,雷達液位計分為單路測量的普通模式和多重處理信號的總線模式。多重信號處理不僅能處理雷達電磁波測距的液位信號可處理熱電阻的溫度測量信號,并可通過總線的方式把多臺雷達液位計連接起來,通過一根總線遠傳到控制室內。適用于儲罐眾多组织分散的大中型儲罐系統的液位測量,節約了傳輸線纜的鋪設和費用。


    雷達液位計故障分析及處理
    雷達液位計從測量道理上看是一種高精度的測距儀表,雷達液位計制造廠商介紹雷達液位計的優點,如可用于工藝過程中揮發性氣體、高溫、高壓、蒸汽、真空及高粉塵等惡劣環境的要求,可對区别料位進行連續測量,但實際使用中雷達液位計常出現很多問題失靈無法利用。

    雷達液位計電磁波選取依據
    由雷達液位計的測量意思可見,雷達液位計測量過程中的核心是電磁波傳播過程中頻率波的改變范圍,因而天線所接受的雷達波的頻率,是液位測量的關鍵依據。

    雷達液位計在运用中天線被測液體的液面的空間凈空中,充斥著各種頻率的電磁波,這些電磁波大部分會通過各種反射、折射傳播到天線內部的接收器中,是以雷達液位計的接收器接收到的電磁波是一系列的大量的区别頻率的電磁波。

    怎樣從這電磁波中選出真實的液面反射來的電磁波,是雷達液位計可否準確測量液位的關鍵,這须要一個選頻電路。選頻電路選擇的依據是根據接受到的電磁波的能量來進行衡量。

    電磁波在傳播過程中受氣相介質,被測介質的反射折射,金屬容器壁等物質的碰撞吸收,能量會不斷減弱,反射的次數越多能量損失大,經過的距離長能量損失大。因为電磁波是垂直于被測液體的液面發射,其電磁波在被測液面的反射率***大,可近似為全反射,其在被測液體液面的能量損失,是所有電磁波回波損失***小的。垂直于被測液面的空間距離是所有電磁波傳播中***短的距離,這個反射的電磁波在氣相空間傳播中能量損失也是***小的,由此兩點被測液位反射回來的電磁波的能量是所有電磁波頻譜中***大的,由此雷達液位計的選頻電路得出被測液體的空高,從而計算得出被測液體的高度。

    三、雷達液位計在使用過程中會遇到哪些問題
    雷達液位計電磁波選頻不妨懂得,返回接收器的電磁波的能量大小是雷達液位計選用電磁波頻率的依據,從而決定著雷達液位計測量的準確性。假使正常利用中,被測液體所反射的電磁波的能量不是***高的電磁波,那么雷達液位計就會選用其他的不真實的電磁波頻譜,此時就會形成被測液位失真。

    造成這種現象的原因,大體不妨歸為以下幾點:
    「一」、被測液體與雷達天線之間的凈空中有較大面積的反射物,致使電磁波在達液面之前被反射。造成這種現象的原由主要為:

    1、被測容器內部有攪拌器、加熱盤管、管線等金屬物體,假如這些金屬體裸露在被測液體的外部,而且處于電磁波垂直傳播的对象,如攪拌機旋轉中的漿液轉動,會造成電磁波被提前反射回來,而形成被測液位高。

    2、雷達液位計安裝地點距離容器壁近或不垂直與被測液面,使電磁波在傳播中照射到容器內壁而提前反射回來;電磁波在被測液面反射過程中沒有原路返回,致使雷達液位計檢測不到反射電磁波;液面反射的電磁波經多重反射能量損失過多,而沒有被選頻電路選中,以上多種情況酿成雷達液位計測量失真。

    「二」、波導體上有掛料,電磁波沿著波導體傳播中,在沒有達液眼前遇到波導體上面的掛料而反射回來,產生虛假液位。安裝的波導管不垂直與雷達液位計,变成電磁波斜射到波導管的內壁,而產生容器內壁一樣的反射或多重反射而使測量失真。

    「三」、被測液體與雷達天線之間的凈空中,氣相介質蒸汽濃度太大,致使電磁波在空間傳播中,能量損失太大,反射波根本達不了雷達液位計的接收器。

    被測液體有加熱要求,上部安裝攪拌機的情況下尤其嚴重,由于被測液體在加熱攪拌中不斷有蒸汽揮發,會造成液面以上的空間中充滿了高濃度的介質蒸汽,其微小的液體顆粒不僅對電磁波產生漫反射并且會吸收大批的電磁波能量,使電磁波出現很大衰減,形成雷達天線無法接受回波信號。

    被測液體揮發附著在天線上,变成雷達失靈乃至天線損壞。

    被測液體中含有水份時,揮發的水蒸氣對于電磁波的吸能嚴重。由于水汽具有易冷凝的特性,氣相空間含有的水汽在罐頂罐壁相近會冷凝,積聚在一起变成較大的水汽滴,充斥在液位上方的空間里,對于電磁波具有強烈的吸能功用,致使電磁波的能量衰減過大無法到達雷達接收器,造成雷達液位計徹底失落工作本领。

    「四」、雷達液位計天線附著物,致使電磁波發射出被反射回來,根本發射不出去。這樣的狀況即使利用防凝結的水滴形天線,無法避免雷達液位計的突然失靈。

    雷達液位計天線附著贓物是被測介質揮發的升級加重,被測液體凈空中多量充斥著氣相蒸汽,其會附著在雷達液位計的天線上,特別是易冷凝的高粘介質,雷達液位計安裝在儲罐頂部溫度低,揮發的介質蒸汽極易在雷達天線上凝析附著,变成電磁波發射困難,情況嚴重時介質乃至在天線上結焦,損壞天線。

    被測介質含有水份時,水汽易在天線上附著,致使電磁波發射不出去,使雷達液位計徹底失靈。

    「五」、雷達液位計電路中的保護步调。
    雷達液位計是一種高科技的測量儀表價格昂貴,處于對儀表自己防護的须要,制造廠商普遍在電路中設置了很多保護步调,如超溫保護、低電壓保護,高液位保護,運行故障保護以及數據保持,錯誤鎖定等液位檢測防護程序。這些防護程序在利用中,假如雷達液位計出現問題,安全保護就會動作,酿成雷達液位計停止工作,此時必要查找故障理由,废除恢復后雷達液位計本事正常使用。防護功能隨廠商差别而設置,集成度高的防護程序多。如總線式的多功能雷達液位計,其自身的防護步伐出格多,維護要特殊熟谙。

    四、雷達液位計故障及處理
    雷達液位計在日常使用中會出現故障,其出現故障大體分為四種類型:數據不變,數據忽然***大,數據突然為零,數據偏離實際值過大或過小且保持不變。這些故障沒有铲除的办法,只能是出現問題針對性的進行解決。根據維修維護的工作經驗,本著先易后難的順序歸納如下:

    1、斷電重啟
    雷達液位計自身有许多防護功能,假若正常運行中雷達液位計自身出現故障保護,可進行斷電重啟,此時雷達液位計內部的故障有不妨消除,从新上電后恢復。這種處理主意適用于高液位測量的儲罐雷達液位計的維修。十多米高的儲罐,爬到罐頂上處理雷達液位計不是一個簡單的事情,能在大地解決的解決。

    2、通過面板消除故障
    倘使斷電重啟仍然不能袪除故障,要到現場實際查看故障,通過雷達液位計面板首先觀察有無錯誤代碼,有無故障保護步调,假使有通過面板废除,重啟后觀察雷達液位計是否。

    3、做空頻譜
    雷達液位計的測量意思是檢測接受到的電磁波頻譜,若被測液體與雷達天線之間的凈空中有較強的電磁波反射或干擾,那么雷達液位計有不妨把這反射的雷達波作為真實液面的雷達反射波來處理,從而得出錯誤的液位顯示。

    雷達液位計空頻譜操作簡單,可在現場面板處進行設定,若現場沒有操作面板需运用帶有雷達軟件的電腦進行操作。現場操作如圖所示:
    處理這種故障可使用雷達液位計內部的軟件功能,進行空頻譜的檢測。設定一個高于實際液面的空高距離,讓雷達液位計檢測空高中的所有反射的電磁波頻譜,把那些接收到的高能量的頻譜電磁波在電路中屏障濾掉,可把真實的液面反射的電磁波檢波出來,從而得到的液位。

    4、拆卸雷達液位計,擦拭天線
    這是雷達液位計***后的處理步驟,倘使前面三種處理想法無法排除雷達液位計的故障,需拆卸雷達液位計,查看天線的臟污狀況,并進行清洗除污。之所以這是***后的手段,是因為現場使用的雷達液位計所測介質含有對人體有害的物質,萬不得已不要拆卸。拆卸雷達液位計時,要做好平安防護步调,提前找一個蓋板,用來堵住雷達液位計安裝口,減少被測物質的蒸汽揮發,時要戴好防毒面具或呼吸器。

    五、綜述
    雷達液位計雖然是一種高精度的不妨達到毫米級的液位檢測儀表,沒有可動部件运用壽命長等優點,但實際运用中會遇到各種各樣的問題,這些故障問題不同于其他的液位測量儀表,偏離值只是一個很小的范圍。雷達液位計出現問題便是災難性的,不是***大即是***小,不是死數便是不變,所以雷達液位計在實際利用中的維修技巧要熟練掌握,希望此文對于利用雷達液位計的人員有所幫助。


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