雷達(dá)液位計(jì)在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用

D=CT/2

L=E- D

式中：D———天線(xiàn)到液位的距離

C———電磁波傳播速度 C=300000km/s

T———電磁波運(yùn)行時(shí)間

L———罐的液位值

E———測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)至罐底距離

雷達(dá)液位變送器記錄電磁波經(jīng)歷的時(shí)間，而電磁波的傳播速度為常數(shù)，則可計(jì)算出液位到達(dá)雷達(dá)天線(xiàn)的距離，從而可得出被測(cè)液位的量值。雷達(dá)液位變送器采用與介質(zhì)非接觸的測(cè)量方式，具有準(zhǔn)確度高、無(wú)可動(dòng)部件、安裝簡(jiǎn)單、使用可靠、受介質(zhì)影響小等優(yōu)點(diǎn)。

雷達(dá)液位變送器發(fā)射的電磁波有調(diào)頻連續(xù)式和脈沖波兩種形式。采用調(diào)頻連續(xù)波技術(shù)的液位計(jì)功耗大，需用四線(xiàn)制，電子電路復(fù)雜，性能好，價(jià)格貴。而采用雷達(dá)脈沖波技術(shù)的液位計(jì)功耗低，可用二線(xiàn)制24VDC供電，容易實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全防爆，準(zhǔn)確度高，適用范圍廣。

1 雷達(dá)液位計(jì)的技術(shù)特點(diǎn)

1) 電磁波能夠穿透真空，不需要傳輸媒介，不受大氣、霧氣、泡沫、掛料影響。2) 雷達(dá)液位計(jì)采用一體化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，無(wú)可動(dòng)部件，不存在機(jī)械磨損，運(yùn)行穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)。3) 測(cè)量準(zhǔn)確度高，分辯率可達(dá)1mm;測(cè)量范圍大，最大測(cè)量范圍可達(dá)40m，特別適用于高大貯罐的測(cè)量。4) 采用非接觸測(cè)量，不受被測(cè)介質(zhì)各種物理特性的影響，特別是在溫度較高、壓力較高、腐蝕性和蒸汽較大的場(chǎng)合更能發(fā)揮其優(yōu)越性。5) 導(dǎo)波雷達(dá)與常規(guī)雷達(dá)發(fā)射量相比，約為其10%，同時(shí)通過(guò)導(dǎo)波體返回的信號(hào)能量強(qiáng)，基本無(wú)干擾。

2 雷達(dá)液位計(jì)安裝的注意事項(xiàng)

1) 雷達(dá)液位計(jì)的軸線(xiàn)須與液面垂直以增強(qiáng)反射波強(qiáng)度。2) 圓形或橢圓形的容器，應(yīng)安裝在離中心1/2R距離的罐頂位置;防止容器壁多重反射后形成強(qiáng)干擾波影響準(zhǔn)確測(cè)量。3) 如果液位波動(dòng)較大，可采用旁通管安裝。雷達(dá)液位計(jì)與其它液位計(jì)比較有明顯的優(yōu)勢(shì)。雷達(dá)液位計(jì)安裝簡(jiǎn)單、維護(hù)量低、價(jià)格較高。但是隨著近幾年價(jià)格的逐年下降，使用范圍逐漸擴(kuò)大。

3 故障分析處理

案例一：一臺(tái)雷達(dá)液位計(jì)，正在使用的時(shí)候忽然液位在一直快速上升，之后超過(guò)范圍就不動(dòng)了。開(kāi)始，按照說(shuō)明書(shū)上的介紹調(diào)整參數(shù)，進(jìn)行空罐檢測(cè)，可是都沒(méi)有用，后來(lái)工藝催得緊，干脆換掉。換下來(lái)后，在下面用水試沒(méi)有問(wèn)題，問(wèn)題到底出在哪兒呢?經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析和后來(lái)的多次問(wèn)題的處理發(fā)現(xiàn)，之所以使用中出現(xiàn)不能檢測(cè)，主要是天線(xiàn)本身掛上了介質(zhì)。

這臺(tái)雷達(dá)液位計(jì)用來(lái)檢測(cè)苯罐液位，苯在溫度低于6攝氏度的時(shí)候會(huì)結(jié)晶，其實(shí)也就是上凍。同時(shí)苯又是一種容易揮發(fā)的液體，為了防止苯在冬季的結(jié)冰，工藝在儲(chǔ)罐上設(shè)計(jì)有環(huán)管蒸汽加熱，這就造成了冬季的時(shí)候苯依舊在儲(chǔ)罐內(nèi)揮發(fā)。雷達(dá)液位計(jì)沒(méi)有保溫和伴熱，并且有時(shí)安裝在管的頂部的管口上，溫度要遠(yuǎn)低于儲(chǔ)罐內(nèi)溫度，這樣冬季的時(shí)候，苯蒸汽碰到液位計(jì)的天線(xiàn)會(huì)受冷凝結(jié)最終結(jié)冰，影響雷達(dá)液位計(jì)的使用。后來(lái)再出現(xiàn)這樣的問(wèn)題，采取的辦法是把儀表拆下，對(duì)天線(xiàn)進(jìn)行清理，做過(guò)這樣的工作之后問(wèn)題通常都能消除。因此在這提醒大家，如果是冬季出現(xiàn)的問(wèn)題，首先考慮一下保溫和伴熱。要想從根本上解決這個(gè)問(wèn)題，可考慮換型。如果要測(cè)量有凝結(jié)現(xiàn)象的液體時(shí)可以考慮使用帶吹掃裝置的雷達(dá)物位計(jì)，風(fēng)可以由內(nèi)部直接吹著發(fā)射天線(xiàn)，這樣可以解決這種現(xiàn)象?；蛘咴诶瓤谔幇鼘铀芰喜纪该髂z密封，以減輕天線(xiàn)處結(jié)晶。減少維護(hù)頻率。

案例二：2006年5月，某大型化工企業(yè)儀表工作人員巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)三聚氰胺裝置的雷達(dá)液位計(jì)儀表輸出老是在最大值。應(yīng)該是有障礙物造成發(fā)射波受阻，使液位計(jì)測(cè)得距離最小。經(jīng)細(xì)心檢查發(fā)現(xiàn)石英窗下面有水柱，通常用水沖洗后便會(huì)正常工作。但是，石英晶體沾上了物料或臟污物質(zhì)，則需要及時(shí)清洗，具體方法是：關(guān)掉球閥，拆下罩子法蘭和石英實(shí)體窗法蘭，用綢布蘸酒精、汽油等溶劑擦拭石英表面，不可用堿性溶劑擦洗，最后將石英玻璃擦干靜，儀表指示恢復(fù)正常。注意：在清洗過(guò)程中，不要拆開(kāi)石英固定螺釘，不要用金屬鉗子，以免損傷石英表面的噴涂層。重裝石英窗法蘭時(shí)，石墨不銹鋼纏繞墊要按工廠要求更換新的。

案例三：某鋁業(yè)公司用雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量預(yù)脫硅槽液位，是帶攪拌器的漿料罐，有伴熱管。罐高 20 米，直徑 10 米。安裝位置在罐頂1/6D 處，躲開(kāi)攪拌漿葉并且做了回波干擾抑制?，F(xiàn)象：剛安裝上是好的，生產(chǎn)一段時(shí)間后就死機(jī)，操作沒(méi)有反應(yīng)液晶顯示不變。更換液位計(jì)后還是這樣，開(kāi)始是好的，一段時(shí)間后也是死機(jī)。查回波曲線(xiàn)、干擾抑制都正常。經(jīng)過(guò)多次反復(fù)、歸納總結(jié)。最后確定原因是溫度過(guò)高，表頭電子元件部分溫度超過(guò)65°造成的。生產(chǎn)過(guò)程中要保持漿料溫度，溫度傳導(dǎo)至雷達(dá)液位計(jì)表頭，溫度散不出去超出電子部分的使用溫度。解決方法是加散熱片，或者改為高溫型。改裝后儀表回波曲線(xiàn)正常，工作正常。

案例四：工況介紹：測(cè)量距離為10~11m 的金屬錐形底倉(cāng)，測(cè)量介質(zhì)為漿料。故障：空倉(cāng)時(shí)，無(wú)法正常顯示零位。雷達(dá)液位計(jì)在有料的情況下，測(cè)量值基本準(zhǔn)確。故障分析：檢查現(xiàn)場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)安裝位置比較靠近進(jìn)料口，且基本接近在中心位置，不是很理想。在無(wú)液位時(shí)，雷達(dá)波會(huì)進(jìn)入錐型底倉(cāng)而使反射回波失真。建議更正方案：將安裝位置移到遠(yuǎn)離進(jìn)料口的位置，且稍靠近倉(cāng)壁(離倉(cāng)壁約1.0m 處)，且喇叭口“射”向下料口位置。改進(jìn)后效果良好。

案例五：某化工廠用雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量距離為2米的過(guò)程罐，測(cè)量介質(zhì)為氯甲烷，溫度為130℃。故障現(xiàn)象：在生產(chǎn)過(guò)程中，加壓后，儀表測(cè)量數(shù)據(jù)失常。無(wú)法讀取液位值。故障分析：通過(guò)測(cè)量效果及所表現(xiàn)的現(xiàn)象來(lái)看，估計(jì)氯甲烷在高溫下介電常數(shù)下降(大多數(shù)介質(zhì)都有這樣的特性)，這臺(tái)雷達(dá)液位計(jì)在正常情況下只能測(cè)量介電常數(shù)大于3的介質(zhì)。解決方案是加裝導(dǎo)波管，增強(qiáng)反射波強(qiáng)度，改裝后效果良好。