一、雷達(dá)液位計(jì)是近年來開始普及的經(jīng)濟(jì)液位計(jì)，采用不與介質(zhì)接觸的測(cè)量方式，具有安裝容易、故障率低、維護(hù)容易、高、介質(zhì)影響小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于冶金、化工、精油等行業(yè)。 本公司通過測(cè)量貯藏粗苯、焦油、廢氨水等的十幾個(gè)高度為20m貯槽水平，設(shè)計(jì)了日本東京設(shè)計(jì)的浮子鋼帶液位計(jì)，但由于鋼帶液位計(jì)的機(jī)械部件較多，容易被粗苯、廢氨水等物質(zhì)腐蝕，使用以來故障率一直較高， 在維護(hù)量和費(fèi)用也逐年增加的雷達(dá)液位計(jì)改造部分液位計(jì)后，故障率顯著降低，溫度上升，維護(hù)量和備件費(fèi)用下降，取得了良好的效益。 二、浮子鋼帶液位計(jì)有問題的機(jī)械浮子鋼帶液位計(jì)，如圖1a所示，浮子、鋼帶和變送器的彈簧、旋轉(zhuǎn)軸、滑動(dòng)阻力、放大電路等部件協(xié)作將槽液位的升降轉(zhuǎn)換成4~20mA的標(biāo)準(zhǔn)化電流信號(hào)，向中央控制室提供顯示和警報(bào)。 固定在槽內(nèi)的鋼絲具有不使浮子左右移動(dòng)而是上下移動(dòng)的導(dǎo)向作用。 這種液位計(jì)有很多機(jī)械部件，安裝時(shí)需要在槽中安裝鋼絲，在上部安裝皮帶輪，在鋼絲上安裝保護(hù)套，很不方便。 由于設(shè)備老化、機(jī)械零件磨損和介質(zhì)腐蝕，故障增加:貯槽內(nèi)易揮發(fā)的雜質(zhì)如萘等堆積在滑輪上，影響滑輪旋轉(zhuǎn)，被氨水、粗苯等內(nèi)部介質(zhì)腐蝕， 作業(yè)人員用手搖動(dòng)浮子向高處突然放出的不恰當(dāng)?shù)牟僮?，鋼帶被破壞的變送器?nèi)部的線圈、皮帶輪等部件，即使在使用中發(fā)生彈簧斷裂、從固定托架脫落、鋼帶從皮帶輪脫落的故障，變送器內(nèi)的部件發(fā)生固定故障的長(zhǎng)期使用 以上所有故障的液位計(jì)都不能正常工作。 為了排除這些故障，維修人員頻繁清理水垢、重新安裝更換零件、加油等一些故障，如更換鋼帶和鋼絲需要人工清理槽，不僅工作量大，而且清理槽的費(fèi)用也會(huì)影響生產(chǎn)。 三、使用雷達(dá)液位計(jì)代替浮子鋼帶液位計(jì)解決了鋼帶液位計(jì)的長(zhǎng)期問題，降低了用品和維護(hù)費(fèi)用，同時(shí)現(xiàn)代技術(shù)、控制手段的發(fā)展也要求儀器能夠在測(cè)量中提供穩(wěn)定可靠的在線數(shù)據(jù) 本公司貯槽中貯藏的粗苯、焦油、氨水等物品易爆炸，腐蝕性強(qiáng)，因此需要較高的防爆能力和耐腐蝕能力。 考慮到槽內(nèi)的介質(zhì)密度、濃度等特性不一定，計(jì)量?jī)x器需要粗苯、焦油等一部分介質(zhì)易揮發(fā)產(chǎn)生霧，不受槽內(nèi)的霧和介質(zhì)密度變化等影響的能力。 綜合以上因素，綜合比較了貯槽中可利用的幾種液位計(jì)后，選定了VEGAPULS雷達(dá)液位計(jì)。 采用雙線制、24VDC供電，本質(zhì)上安全的天花板安裝方式只需在大槽天花板蓋上開孔，就不需要準(zhǔn)備清理槽等，安裝方便，非接觸式測(cè)量，不受介質(zhì)特性影響的雷達(dá)發(fā)出的雷達(dá)波沒有傳輸介質(zhì)， 具有不受影響可穿過大槽內(nèi)揮發(fā)霧、故障率低、易于維護(hù)、高等優(yōu)點(diǎn)，能很好地滿足現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的要求。 1 .雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量原理雷達(dá)液位計(jì)采用發(fā)射的反射； 收到的工作模式。 從雷達(dá)液位計(jì)的天線發(fā)射電磁波，這些波被測(cè)量對(duì)象的表面反射后，由天線接收，電磁波發(fā)射后到接收的時(shí)間與液面的距離成比例，關(guān)系式如下: D=CT/2式中d； <； br/>； 從雷達(dá)液位計(jì)到液面的距離c <； br/>； 光速t>； <； br/>； 電磁波的運(yùn)行時(shí)間雷達(dá)水平計(jì)記錄脈沖波經(jīng)歷的時(shí)間，但電磁波的傳播速度一定的話，就可以計(jì)算出從液面到雷達(dá)天線的距離，知道液面的水平。 在實(shí)際運(yùn)用中，雷達(dá)水平計(jì)有調(diào)頻連續(xù)波方式和脈沖波方式兩種方式。 采用調(diào)頻連續(xù)波技術(shù)的電平儀功耗大，應(yīng)采用四線制，電子電路復(fù)雜。 采用雷達(dá)脈沖波技術(shù)的液位計(jì)，功耗低，能以雙線式24VDC供電，易于實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全，適用范圍廣。 VEGAPULS雷達(dá)液位計(jì)采用脈沖微波技術(shù)，其天線系統(tǒng)發(fā)射頻率為6.3GHz且持續(xù)時(shí)間為0.8ns的脈沖波束，此后停止278ns，在脈沖發(fā)射停止期間，天線系統(tǒng)作為接收器接收反射波，并且同時(shí)進(jìn)行回波圖像數(shù)據(jù)處理 2 .雷達(dá)液位計(jì)的特點(diǎn)(1)雷達(dá)液位計(jì)為一體設(shè)計(jì)，無可動(dòng)零件，無機(jī)械磨損，壽命長(zhǎng)。 (2)雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量時(shí)產(chǎn)生的電磁波可通過真空，無需輸送介質(zhì)，具有不受大氣、蒸汽、槽內(nèi)揮發(fā)霧影響的特征，可用于揮發(fā)介質(zhì)如粗苯的液位測(cè)量。 (3)雷達(dá)液位計(jì)可用于大多數(shù)液體的液位測(cè)量。 當(dāng)電磁波被液面反射時(shí)，信號(hào)衰減；而當(dāng)信號(hào)過度衰減時(shí)，雷達(dá)液位計(jì)不能測(cè)量足夠的電磁波信號(hào)。 導(dǎo)電性介質(zhì)經(jīng)常反射電磁波，在VEGAPULS雷達(dá)的液位計(jì)上，即使是微導(dǎo)電性物質(zhì)也能夠反射充分的電磁波。 即使是介電常數(shù)大于1.5的非導(dǎo)電性介質(zhì)(空氣的介電常數(shù)為1.0 )也能保證充分的反射波，介電常數(shù)越大反射信號(hào)越強(qiáng)。 在實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)介質(zhì)能夠反射足夠的反射波。 (4)以不受槽內(nèi)液體密度、濃度等物理特性影響的非接觸方式進(jìn)行測(cè)量。 (5)測(cè)量范圍廣，zui寬的測(cè)量范圍達(dá)到0~35m，可用于高溫高壓的液面水平測(cè)量。 (6)天線等重要部件采用高質(zhì)量材料，能適應(yīng)抗腐蝕環(huán)境。 (7)功能豐富，具有虛假波的學(xué)習(xí)功能。 當(dāng)輸入液位的實(shí)際液位時(shí)，軟件可以自動(dòng)地識(shí)別液位到天線的虛擬回波，從而消除這些波的干擾。 (8)參數(shù)的設(shè)定方便，可以通過等級(jí)計(jì)算的簡(jiǎn)易操作鍵進(jìn)行設(shè)定，搭載HART協(xié)議的手部操作器和vegavisualizationsoftware的PC，可以在遠(yuǎn)程和直接等級(jí)計(jì)算的通信地點(diǎn)進(jìn)行設(shè)定，非常方便。 3 .雷達(dá)液位計(jì)安裝注意事項(xiàng)雷達(dá)液位計(jì)是否能正確測(cè)量取決于反射波的信號(hào)。 在所選擇的設(shè)置場(chǎng)所，液面無法將電磁波反射到雷達(dá)天線上，或者在電波范圍內(nèi)干擾物反射到雷達(dá)液位計(jì)上，雷達(dá)液位計(jì)不能正確反映實(shí)際的液位。 因此，合理選擇安裝位置對(duì)雷達(dá)液位計(jì)非常重要，安裝時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn): (1)雷達(dá)液位計(jì)天線的軸線應(yīng)垂直于液位計(jì)的反射面。 (2)槽內(nèi)的攪拌閥、槽壁的附著物和臺(tái)階等物體在雷達(dá)液位計(jì)的信號(hào)范圍內(nèi)，會(huì)產(chǎn)生干擾的反射波，影響液位測(cè)量。 在安裝過程中，請(qǐng)選擇適當(dāng)?shù)陌惭b位置，以避免這些因素干擾。 (3)喇叭型雷達(dá)液位計(jì)的喇叭口必須超過距安裝孔內(nèi)表面一定距離( >； 10毫米)。 棒式液位計(jì)的天線從安裝孔中伸出，安裝孔的長(zhǎng)度不得超過100mm。 請(qǐng)勿將圓型或橢圓型容器設(shè)置在距中心1/2R(R為容器半徑)的位置，而將其設(shè)置在圓型或橢圓型容器頂?shù)闹行摹?否則，雷達(dá)波會(huì)在容器壁上多次反射后，匯集到容器頂?shù)闹行男纬蓮?qiáng)干擾波，影響正確的測(cè)量。 (4)測(cè)量液位變動(dòng)大的容器的液位時(shí)，采用帶旁通管的液位計(jì)，可以減少液位變動(dòng)的影響。 安裝完成后，可以在搭載vegavisualizationsoftware的PC上觀察反射波圖表，判斷液位計(jì)的安裝是否合適，如果不合適，可以進(jìn)一步調(diào)整安裝位置，直到滿足為止。 在本公司的貯槽中，zui蕞初選擇雷達(dá)液位計(jì)，設(shè)置在距離溝壁約300mm的位置，用PC觀察反射波圖，結(jié)果如圖2a所示，反射波面有強(qiáng)干擾波，該干擾波的主要原因可能是溝壁的尺度。 為了避免這些要因的影響，在天線與支承柱的距離分別為1000mm的位置，如圖1b所示，在搭載了可視化軟件的PC上觀察反射波圖時(shí)，干擾波的強(qiáng)度降低，干擾波的影響被有效地除去 針對(duì)圖2b所示的干擾波，在一些安裝位置不可避免的干擾波也可以使用VEGAPULS雷達(dá)液位計(jì)來識(shí)別虛假波的功能，液位計(jì)根據(jù)實(shí)際水平來識(shí)別干擾反射波，并與雷達(dá)液位計(jì)的內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)共存，在雷達(dá)液位計(jì)處理數(shù)據(jù)時(shí)，將這些干擾波分為這些干擾波 4 .雷達(dá)液位計(jì)的維護(hù)雷達(dá)液位計(jì)主要由電子元件和天線組成，無可動(dòng)元件，使用中故障極少。 使用中偶然遇到的問題是，貯槽中易揮發(fā)的有機(jī)物結(jié)晶成雷達(dá)液位計(jì)的斜面或天線，定期檢查清理即可，維護(hù)量少。 在日常維護(hù)中，可以通過PC (搭載可視化軟件)遠(yuǎn)程觀察反射波的圖表，對(duì)于之后可能新產(chǎn)生的干擾波，具有利用液位計(jì)來識(shí)別虛假波的功能，可以消除這些干擾波的影響，保證正確的測(cè)量。 四、應(yīng)用效果比較雷達(dá)液位計(jì)改造鋼帶浮動(dòng)液位計(jì)后，在設(shè)備故障率、安裝工作量、維護(hù)量、用品量等方面取得了明顯效果，其中zui典型為粗苯貯槽的液位測(cè)定。 由于粗苯的腐蝕性非常強(qiáng)，鋼帶浮子液位計(jì)故障頻繁，從切換到平均月故障4次以上的雷達(dá)液位計(jì)2年以上，液位計(jì)運(yùn)行穩(wěn)定，從未出現(xiàn)過故障。 根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)，比較了雷達(dá)液位計(jì)和鋼帶浮子液位計(jì)的性能特性，如表1所示。 不僅儀表的性能，改造的批量投資和將來的運(yùn)行成本也是用戶考慮的重要內(nèi)容。 由表2和表3可知，無論是一次改造投資還是將來的運(yùn)行成本，雷達(dá)水平計(jì)都明顯低于浮子鋼帶水平計(jì)。 對(duì)于用戶來說，可以節(jié)約大幅度的改造費(fèi)用和運(yùn)營(yíng)成本，降低企業(yè)成本，增加利潤(rùn)。

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