雷達(dá)液位計(jì)選型要點(diǎn)和調(diào)試安裝注意事項(xiàng)

隨著國內(nèi)能源儲(chǔ)備需求量的急速增加，許多儲(chǔ)備罐區(qū)工程的數(shù)量也不斷增加，對(duì)于石油罐區(qū)的油料液位的監(jiān)測與控制是一項(xiàng)重要的日常工作，液位儀表在其中發(fā)揮了重要的作用，是實(shí)現(xiàn)罐區(qū)自動(dòng)化控制的重要組成部分。雷達(dá)液位計(jì)作為優(yōu)勢明顯的新型液位測量儀表，越來越多地出現(xiàn)在石油罐的液位控制之中。雷達(dá)液位計(jì)一開始是從油輪的液面測量中發(fā)展而來的，其特點(diǎn)是無盲區(qū)、非接觸測量、不受被測液體的物理特性變化影響，些特點(diǎn)解決了原先大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)插入式儀表檢測元件易被介質(zhì)污染和腐蝕等諸多難題；而且雷達(dá)液位計(jì)發(fā)出的安全波，能可靠地測量其它液位測量儀表所達(dá)不到的液位測量精度此外，它的雷達(dá)波還能穿透許多泡沫或煙霧、蒸汽介質(zhì)，而不受變化的環(huán)境影響，而能可靠地測量其液位的精確值。
 
并且由于雷達(dá)液位計(jì)可實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)兼容，符合HART協(xié)議，能為用戶提供更多具有吸引力的方案，特別適用于液面波動(dòng)大、凝潔、懸濁液、非常粘稠漿液、臟污介質(zhì)及有腐蝕性的液面測量。因此是一種可靠性、性價(jià)比高的先進(jìn)的罐區(qū)液位檢測儀表，我公司目前供貨與服務(wù)的用戶已經(jīng)遍及全國各地，在雷達(dá)液位計(jì)的選型、安裝、使用、后期維護(hù)過程中積累了豐富的經(jīng)理，歡迎各類有產(chǎn)品需求的用戶與我公司合作。本文即是為大家針對(duì)于雷達(dá)液位計(jì)選型、安裝及使用上的相關(guān)信息作一個(gè)簡單介紹。
 

1.雷達(dá)式液位計(jì)的工作原理及分類雷達(dá)式液位計(jì)根據(jù)脈沖-回波方式工作，其工作天線向被測對(duì)象發(fā)射出波長較短的微波脈沖，一部分微波穿過了被測介質(zhì)，另外一部分在被測物料的表面產(chǎn)生反射后，由發(fā)射器接收，也就是說，發(fā)射器同時(shí)還起著接收器的作用。發(fā)射天線到物料表面的距離正比于微波脈沖的運(yùn)行時(shí)間：D=C.t/2式中：D為發(fā)射天線與物料間的距離；C為光速；t為運(yùn)行時(shí)間。
發(fā)射與反射波束中的每一點(diǎn)都采用超聲采樣方法來采集，經(jīng)信號(hào)處理后得到介質(zhì)與發(fā)射天線之間的距離，但這種測量原理不適合于近距離的高精度測量。
 
如果希望高精度測量，則需要應(yīng)用頻差原理。假設(shè)1個(gè)40米高的空罐，微波往返的時(shí)間大約是1.33*10-7s。而當(dāng)逐漸滿罐時(shí)，往返時(shí)間還會(huì)逐漸減少，在如此小的測量范圍內(nèi)，要想達(dá)到高精度（1mm），用測量時(shí)間的辦法來計(jì)算準(zhǔn)確的距離是十分困難的。于是，復(fù)合脈沖雷達(dá)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，應(yīng)用這種技術(shù)，一段經(jīng)調(diào)制的脈沖被同一天線發(fā)射和接收，由被測介質(zhì)表面返回的脈沖信號(hào)不斷地與天線發(fā)射的一個(gè)固定頻段的脈沖信號(hào)作比較，其頻差代表了所測距離，從而測得液位高度。
 
依據(jù)測量原理的不同，雷達(dá)式液位計(jì)可分為兩類。一類是控制級(jí)雷達(dá)式液位計(jì)，其精度一般在10mm左右；另一類是計(jì)量級(jí)雷達(dá)式液位計(jì)，它可用于準(zhǔn)確計(jì)量結(jié)算，精度達(dá)1mm。從結(jié)構(gòu)上看，又可分為桿式天線、喇叭天線和纜式天線等幾種。
 
2.主要性能特點(diǎn)和選型各廠商生產(chǎn)的雷達(dá)式液位計(jì)工作頻率不同， 以前的產(chǎn)品一般在5.8～10.3GHz之間，目前26GMHz的雷達(dá)液位計(jì)已經(jīng)成為主流，潤中儀表科技有限公司雷達(dá)液位計(jì)的生產(chǎn)線升級(jí)已經(jīng)完成，現(xiàn)在供應(yīng)市場的全部是26GMHz的高頻雷達(dá)液位計(jì)產(chǎn)品。波源的發(fā)射功率均很低，如EH公司的產(chǎn)品發(fā)射功率為0.25mW，能量密度為0.00015W/c㎡，而的發(fā)射功率為2W，能量密度為0.001W/cm²；微波爐內(nèi)的能量密度為1W/cm²，爐門口的泄漏量為0.005W/cm²?？梢娎走_(dá)式液位計(jì)是很安全的，可安裝于各種金屬、非金屬容口在或貯槽內(nèi)，對(duì)人體及環(huán)境均無傷害。
 
從原理上來看，微波測量與溫度、壓力及灰塵無關(guān)，因此適用于高溫條件下的測量，但此時(shí)為了保證系統(tǒng)工作的安全可靠，應(yīng)采取特殊的法蘭對(duì)天線部分進(jìn)行空氣冷卻。微波傳輸不需要空氣介質(zhì)，所以在真空或受壓條件下也能進(jìn)行測量，某些型號(hào)的產(chǎn)品最高工作壓力可達(dá)6.4MPa，微波在物料表面被反射時(shí)，信號(hào)強(qiáng)度會(huì)衰減，而當(dāng)介電常數(shù)過小時(shí)，則信號(hào)會(huì)衰減過大，導(dǎo)致無法測量。因此要求被測物料的介電常數(shù)不得低于一定的值，其具體大小取決于量程大小，對(duì)具體某種型號(hào)的產(chǎn)品而言，被測介質(zhì)的介電常數(shù)越低，則測量范圍就越小。而對(duì)導(dǎo)電物料進(jìn)行測量時(shí)，測量過程與相應(yīng)的介電常數(shù)無關(guān)。
 
在選型時(shí)，應(yīng)充分考慮被測物料的具體情況。根據(jù)工藝介質(zhì)的公稱壓力、公稱直徑和溫度選擇對(duì)應(yīng)的連接法蘭，根據(jù)量程、介質(zhì)的介電常數(shù)、搖晃程度、渦旋及泡沫等，決定天線尺寸，量程越大、介電常數(shù)越低，則天線尺寸應(yīng)該越大；如測量場合為強(qiáng)腐蝕性，應(yīng)選用表面涂覆防腐蝕的材料的桿式天線測量系統(tǒng)；如測量場合為高溫（超過2000C）、高壓時(shí)，應(yīng)選用帶天線延伸管的高溫型和高壓型；若介質(zhì)易冷凝則可選用帶屏蔽管的桿式天線系統(tǒng)。
 
當(dāng)進(jìn)行限位探測時(shí)，EH公司推出了微波限位開關(guān)，它由只發(fā)射器、只接收器和只包括了供電及繼電器輸出的組合裝置構(gòu)成，由微波發(fā)射器發(fā)出的信號(hào)被安裝于徑向位置上的接收器接收，若微波信號(hào)因物料的吸收而衰退減發(fā)生變化，則位于接收器中的放大器觸發(fā)輸出繼電器，由于絕緣塑料板，如聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯及聚酯板等對(duì)微波幾乎不產(chǎn)生衰減作用，所以此種開關(guān)極宜對(duì)壁厚達(dá)幾個(gè)厘米的塑料罐進(jìn)行非接觸式限位探測。當(dāng)此種開關(guān)用于金屬儲(chǔ)罐上時(shí)，由于微波遇到金屬表面會(huì)發(fā)生強(qiáng)反射，必須在罐壁上加裝合適的塑料窗口，以確保微波信號(hào)順利地通過。
 
3.調(diào)試安裝及使用雷達(dá)液位計(jì)輸出的模擬信號(hào)，其上4～20mADC疊加數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)兼容，符合HART協(xié)議，它能為用戶提供更多具有吸引力的方案，特別適用于液面波動(dòng)大、凝結(jié)、懸濁液、非常粘稠漿液、臟污介質(zhì)及有腐蝕性的液面測量。具有持續(xù)頻率自標(biāo)定，確保穩(wěn)定的測量精度的自標(biāo)定測量功能；符合HART協(xié)議的數(shù)字通訊，可借助通訊設(shè)備或便攜式手持設(shè)備進(jìn)行液位變量的處理；輸出為模擬信號(hào)疊加HART數(shù)字信號(hào)，應(yīng)用4～20mAHATR手操器可將輸出信號(hào)組狀為液位，經(jīng)計(jì)算的體積或標(biāo)準(zhǔn)體積；所有的組態(tài)信息和程序都存儲(chǔ)于不可擦除存儲(chǔ)器內(nèi)，當(dāng)中斷電源，重新供電后，所有的數(shù)據(jù)都可以重新恢復(fù)；連續(xù)的自標(biāo)定其頻率來保證指標(biāo)中的液位的精度。
 
雷達(dá)式液位計(jì)安裝時(shí)應(yīng)注意下面一些問題：
（1）發(fā)射天線中心軸線與被測物料表面保持垂直，并與罐壁至少保證30cm的間距。
（2）天線喇叭口的前端應(yīng)伸入料罐內(nèi)部，以減少由于安裝接管和設(shè)備間焊縫所造成的發(fā)射能量損失。
（3）避免安裝于貯罐中心位置，因?yàn)檫@樣會(huì)使虛假回液增強(qiáng)。
（4）不要安裝在加料口的上方主要為防止加料時(shí)可能產(chǎn)生輻射被被測液面反射的有效回波大得多的虛假回波。
 
4.結(jié)束語由于雷達(dá)式液位計(jì)無可動(dòng)部件，沒有機(jī)械磨損、非接觸式測量、維護(hù)量少、標(biāo)定簡單、精度高，某些著名公司的產(chǎn)品平均無故障時(shí)間（MTBF）已超過60年，并具有其它一些物位儀表所沒有的優(yōu)點(diǎn)，所以得到越來越廣泛的應(yīng)用。
 
近年來，新的技術(shù)層出不窮。有的雷達(dá)液位計(jì)加大發(fā)射功率，取樣次數(shù)高達(dá)每秒幾十次，已經(jīng)可以用于帶多層攪拌槳葉的容器液位測量。有的利用平面天線技術(shù)，它在平面天線上分布多點(diǎn)發(fā)射源，同時(shí)發(fā)射并接收電磁波，信號(hào)同時(shí)離開平面天線，抵達(dá)液面后，一個(gè)干凈的平面波被返回，憑借極佳的序列回波，可以達(dá)到極高的物位測量精度。還有如寬矩陣線性平面天線技術(shù)，避免了由于罐壁反射對(duì)測量精度的影響。
 
隨著技術(shù)進(jìn)步，雷達(dá)式液位計(jì)必將以其獨(dú)到的優(yōu)點(diǎn)在各行業(yè)中得到更廣泛的應(yīng)用。

雷達(dá)液位計(jì)