一、雷達液位計是近年來開始普及的經(jīng)濟液位計，采用不與介質(zhì)接觸的測量方式，具有安裝容易、故障率低、維護容易、高、介質(zhì)影響小等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于冶金、化工、精油等行業(yè)。 本公司通過測量貯藏粗苯、焦油、廢氨水等的十幾個高度為20m貯槽水平，設(shè)計了日本東京設(shè)計的浮子鋼帶液位計，但由于鋼帶液位計的機械部件較多，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， 在維護量和費用也逐年增加的雷達液位計改造部分液位計后，故障率顯著降低，溫度上升，維護量和備件費用下降，取得了良好的效益。 二、浮子鋼帶液位計有問題的機械浮子鋼帶液位計，如圖1a所示，浮子、鋼帶和變送器的彈簧、旋轉(zhuǎn)軸、滑動阻力、放大電路等部件協(xié)作將槽液位的升降轉(zhuǎn)換成4~20mA的標準化電流信號，向中央控制室提供顯示和警報。 固定在槽內(nèi)的鋼絲具有不使浮子左右移動而是上下移動的導(dǎo)向作用。 這種液位計有很多機械部件，安裝時需要在槽中安裝鋼絲，在上部安裝皮帶輪，在鋼絲上安裝保護套，很不方便。 由于設(shè)備老化、機械零件磨損和介質(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)人員用手搖動浮子向高處突然放出的不恰當?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)生固定故障的長期使用 以上所有故障的液位計都不能正常工作。 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，而且清理槽的費用也會影響生產(chǎn)。 三、使用雷達液位計代替浮子鋼帶液位計解決了鋼帶液位計的長期問題，降低了用品和維護費用，同時現(xiàn)代技術(shù)、控制手段的發(fā)展也要求儀器能夠在測量中提供穩(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，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，計量儀器需要粗苯、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后，選定了VEGAPULS雷達液位計。 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，就不需要準備清理槽等，安裝方便，非接觸式測量，不受介質(zhì)特性影響的雷達發(fā)出的雷達波沒有傳輸介質(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、高等優(yōu)點，能很好地滿足現(xiàn)場測量的要求。 1 .雷達液位計測量原理雷達液位計采用發(fā)射的反射； 收到的工作模式。 從雷達液位計的天線發(fā)射電磁波，這些波被測量對象的表面反射后，由天線接收，電磁波發(fā)射后到接收的時間與液面的距離成比例，關(guān)系式如下: D=CT/2式中d； <； br/>； 從雷達液位計到液面的距離c <； br/>； 光速t>； <； br/>； 電磁波的運行時間雷達水平計記錄脈沖波經(jīng)歷的時間，但電磁波的傳播速度一定的話，就可以計算出從液面到雷達天線的距離，知道液面的水平。 在實際運用中，雷達水平計有調(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。 采用雷達脈沖波技術(shù)的液位計，功耗低，能以雙線式24VDC供電，易于實現(xiàn)本質(zhì)安全，適用范圍廣。 VEGAPULS雷達液位計采用脈沖微波技術(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，并且同時進行回波圖像數(shù)據(jù)處理 2 .雷達液位計的特點(1)雷達液位計為一體設(shè)計，無可動零件，無機械磨損，壽命長。 (2)雷達液位計測量時產(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)如粗苯的液位測量。 (3)雷達液位計可用于大多數(shù)液體的液位測量。 當電磁波被液面反射時，信號衰減；而當信號過度衰減時，雷達液位計不能測量足夠的電磁波信號。 導(dǎo)電性介質(zhì)經(jīng)常反射電磁波，在VEGAPULS雷達的液位計上，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)越大反射信號越強。 在實際應(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行測量。 (5)測量范圍廣，zui寬的測量范圍達到0~35m，可用于高溫高壓的液面水平測量。 (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，具有虛假波的學習功能。 當輸入液位的實際液位時，軟件可以自動地識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，可以通過等級計算的簡易操作鍵進行設(shè)定，搭載HART協(xié)議的手部操作器和vegavisualizationsoftware的PC，可以在遠程和直接等級計算的通信地點進行設(shè)定，非常方便。 3 .雷達液位計安裝注意事項雷達液位計是否能正確測量取決于反射波的信號。 在所選擇的設(shè)置場所，液面無法將電磁波反射到雷達天線上，或者在電波范圍內(nèi)干擾物反射到雷達液位計上，雷達液位計不能正確反映實際的液位。 因此，合理選擇安裝位置對雷達液位計非常重要，安裝時應(yīng)注意以下幾點: (1)雷達液位計天線的軸線應(yīng)垂直于液位計的反射面。 (2)槽內(nèi)的攪拌閥、槽壁的附著物和臺階等物體在雷達液位計的信號范圍內(nèi)，會產(chǎn)生干擾的反射波，影響液位測量。 在安裝過程中，請選擇適當?shù)陌惭b位置，以避免這些因素干擾。 (3)喇叭型雷達液位計的喇叭口必須超過距安裝孔內(nèi)表面一定距離( >； 10毫米)。 棒式液位計的天線從安裝孔中伸出，安裝孔的長度不得超過100mm。 請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，雷達波會在容器壁上多次反射后，匯集到容器頂?shù)闹行男纬蓮姼蓴_波，影響正確的測量。 (4)測量液位變動大的容器的液位時，采用帶旁通管的液位計，可以減少液位變動的影響。 安裝完成后，可以在搭載vegavisualizationsoftware的PC上觀察反射波圖表，判斷液位計的安裝是否合適，如果不合適，可以進一步調(diào)整安裝位置，直到滿足為止。 在本公司的貯槽中，zui蕞初選擇雷達液位計，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，干擾波的強度降低，干擾波的影響被有效地除去 針對圖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雷達液位計來識別虛假波的功能，液位計根據(jù)實際水平來識別干擾反射波，并與雷達液位計的內(nèi)部數(shù)據(jù)庫共存，在雷達液位計處理數(shù)據(jù)時，將這些干擾波分為這些干擾波 4 .雷達液位計的維護雷達液位計主要由電子元件和天線組成，無可動元件，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)的有機物結(jié)晶成雷達液位計的斜面或天線，定期檢查清理即可，維護量少。 在日常維護中，可以通過PC (搭載可視化軟件)遠程觀察反射波的圖表，對于之后可能新產(chǎn)生的干擾波，具有利用液位計來識別虛假波的功能，可以消除這些干擾波的影響，保證正確的測量。 四、應(yīng)用效果比較雷達液位計改造鋼帶浮動液位計后，在設(shè)備故障率、安裝工作量、維護量、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定。 由于粗苯的腐蝕性非常強，鋼帶浮子液位計故障頻繁，從切換到平均月故障4次以上的雷達液位計2年以上，液位計運行穩(wěn)定，從未出現(xiàn)過故障。 根據(jù)使用經(jīng)驗，比較了雷達液位計和鋼帶浮子液位計的性能特性，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行成本，雷達水平計都明顯低于浮子鋼帶水平計。 對于用戶來說，可以節(jié)約大幅度的改造費用和運營成本，降低企業(yè)成本，增加利潤。

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