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雷达液位计测量不可靠原因分析
2019-07-10
雷达液位计在环保、电力、石油、化工、钢铁等行业有着广泛应用，是与雷达波所具有的不受被测介质密度、介电常数、导电率、以及泡沫、烟雾、蒸汽介质等变化的环境影响，可靠测量液位分不开的。尽管雷达液位计优点很多，但由于被测对象和工况极其复杂，在使用过程中，雷达液位计难免会出现故障，影响准确测量。一般来讲，雷达液位计测量不可靠，或者说测量值明显失真，主要表现为液位变化而测量值恒为常数，或当储罐排空或将满时仪表保持一个明显的假料位，也或者表现为槽罐内物料将满时显示弹回一个低值。那么，雷达液位计测量不可靠的原因是什么呢？
雷达液位计是根据微波在发射一反射一接收这一过程中，时间行程或频率差来进行测量的，因此微波不受任何干扰地到达被测介质的液面是仪表理想的使用条件，但受雷达液位计安装位置的限制，实际应用中这种要求很难达到。
在物料排空时，天线或附近的凝聚物会产生干扰回波。物料排空时槽罐内固定组件引起强烈干扰回波，像工业槽罐中的下料口、蒸汽加热盘管、搅拌叶片、温度元件、固定钢梁等阻挡物都会产生干扰回波。一个典型储槽中的回波分布如下图所示：
包络线是描述容器内雷达反射波分布与强度的曲线。上图右侧的包络线很直观地显示：储罐内的温度元件、搅拌叶片和加热管产生了较强的干扰回波，增加了仪表辨识正确测量回波的难度。
二、压力和温度
1．压力对雷达液位计可靠测量的影响
雷达液位计在传播微波信号时不受空气密度的影响，所以在真空和受压状态下，雷达液位计都能正常工作。但受雷达探测器结构的限制，当容器内的操作压力高到某一范围时，雷达液位计便会产生较大的测量误差，因此，实际测量时，应注意不能超过厂家出厂时允许的压力值，以确保雷达液位计测量的可靠性。
2．温度对雷达液位计可靠测量的影响
雷达液位计发射微波无需以空气作为传播介质，所以介质温度变化对微波的传播速度的影响微乎其微。但是雷达液位计的传感器和天线部分却不耐高温，如果这部分温度太高则会影响雷达液位计的可靠测量和正常工作。
为此，在使用雷达液位计测量高温介质时，需要釆用空气或水强制冷却等降温措施，或使天线喇叭口和最高液位之间保持一定距离，以避免天线受到高温影响。
三、工艺过程特性
以氧化铝行业为例，由于氧化铝流程的各种料浆均以水为载体，因此介电常数较大，对微波的反射能力较好，并且使用雷达液位计的槽罐多为常压，能够在不停车的情况下维护检修。但工艺的特殊性也使得测量面对许多不利因素：
1．多下料口。
2．许多料浆粘稠易结疤，当天线存在厚而湿的结疤会对微波产生强烈的反射，使仪表测量值保持一个恒定的高液位值。当开启“近现场抑制”后，又因为仪表接收不到有效的测量回波而出现“失波”错误或死机。
3．为防止料浆沉积硬结，槽内多有搅拌，且搅拌使得液面震荡，有时还会有泡沫、旋涡产生。
4．高浓度加热蒸汽。
上述因素，尤其是在多种因素的综合作用下，雷达液位计的测量条件就变得极为复杂，往往产生较强的干扰回波或导致测量回波丢失，进而使得仪表测量失真，使测量不可靠性增加。
事实上，导致雷达液位计测量不可靠的原因有很多，但常见原因主要有以下几点：
一、雷达液位计的安装位置雷达液位计是根据微波在发射一反射一接收这一过程中，时间行程或频率差来进行测量的，因此微波不受任何干扰地到达被测介质的液面是仪表理想的使用条件，但受雷达液位计安装位置的限制，实际应用中这种要求很难达到。
在物料排空时，天线或附近的凝聚物会产生干扰回波。物料排空时槽罐内固定组件引起强烈干扰回波，像工业槽罐中的下料口、蒸汽加热盘管、搅拌叶片、温度元件、固定钢梁等阻挡物都会产生干扰回波。一个典型储槽中的回波分布如下图所示：
包络线是描述容器内雷达反射波分布与强度的曲线。上图右侧的包络线很直观地显示：储罐内的温度元件、搅拌叶片和加热管产生了较强的干扰回波，增加了仪表辨识正确测量回波的难度。
二、压力和温度
1．压力对雷达液位计可靠测量的影响
雷达液位计在传播微波信号时不受空气密度的影响，所以在真空和受压状态下，雷达液位计都能正常工作。但受雷达探测器结构的限制，当容器内的操作压力高到某一范围时，雷达液位计便会产生较大的测量误差，因此，实际测量时，应注意不能超过厂家出厂时允许的压力值，以确保雷达液位计测量的可靠性。
2．温度对雷达液位计可靠测量的影响
雷达液位计发射微波无需以空气作为传播介质，所以介质温度变化对微波的传播速度的影响微乎其微。但是雷达液位计的传感器和天线部分却不耐高温，如果这部分温度太高则会影响雷达液位计的可靠测量和正常工作。
为此，在使用雷达液位计测量高温介质时，需要釆用空气或水强制冷却等降温措施，或使天线喇叭口和最高液位之间保持一定距离，以避免天线受到高温影响。
三、工艺过程特性
以氧化铝行业为例，由于氧化铝流程的各种料浆均以水为载体，因此介电常数较大，对微波的反射能力较好，并且使用雷达液位计的槽罐多为常压，能够在不停车的情况下维护检修。但工艺的特殊性也使得测量面对许多不利因素：
1．多下料口。
2．许多料浆粘稠易结疤，当天线存在厚而湿的结疤会对微波产生强烈的反射，使仪表测量值保持一个恒定的高液位值。当开启“近现场抑制”后，又因为仪表接收不到有效的测量回波而出现“失波”错误或死机。
3．为防止料浆沉积硬结，槽内多有搅拌，且搅拌使得液面震荡，有时还会有泡沫、旋涡产生。
4．高浓度加热蒸汽。
上述因素，尤其是在多种因素的综合作用下，雷达液位计的测量条件就变得极为复杂，往往产生较强的干扰回波或导致测量回波丢失，进而使得仪表测量失真，使测量不可靠性增加。
（深圳计为自动化技术有限公司市场部2019年7月10日发布）
TAGS : 雷达液位计
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