雷達液位計在儲油罐上的應用---賽譜自儀

時間：2022-10-31作者：西安賽譜自動化儀表技術有限公司瀏覽：191

   隨著國家工業(yè)水平的快速發(fā)展，石油及其副產(chǎn)品在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越重要的作用，國家儲備油庫的建設越來越密集，油罐的性能要求也越來越高。雷達液位計是一種非接觸式液位測量儀，它采用微波測量技術，根據(jù)**反射接收原理進行工作。  

      一、雷達液位計的特點 

        雷達液位計較大的優(yōu)點就是無論環(huán)境多惡劣的情況中，它都可以進行工作。它的特點主要有以下幾點： 

        1.準確度較高。由于電磁波不受環(huán)境等外部條件下影響，雷達液位計沒有任何零件和油罐內的介質接觸，所以，它也不會受溫度的壓力和氣體的影響，可以快速精確地測量出很多種介質的液位。

        2.可以測量出所有的介質。由于微波信號和可見光相似，所以，它也能穿透空間。但它的反射功率要受被測介質的導電性和介電常數(shù)影響。若介電常數(shù)越大時，它的回波信號的反射效果也就會很好。

        3.精確且可靠性較強。由于微波幾乎不受外界干擾，它與測量介質不是直接接觸，所以，幾乎可以被運用到任何場所中。例如：液位測量、真空測量或者料位測量等等。由于被測量的物體都是使用一些**材料制作而成，在十分復雜的化學和物理環(huán)境中的壽命都十分長久。還可以提供一些精確而可靠并且穩(wěn)定的模擬量或者數(shù)字量的物位信號。

        4.適應范圍較廣。自罐體的形狀來分析，雷達液位計可以對不同的臥罐和圓柱椎體罐、球罐以及柱形罐的液位都可以進行測量；而從其功能分析，也可以對緩沖罐和旁通管、儲罐以及微波管的液位進行測量；而從測量的介質分析，不僅可以對液體和料漿進行測量，對顆粒的物體也可以進行精確的測量。

        二、雷達液位計在儲油罐上的應用 

        1.雷達液位計原理。雷達液位計的基本工作原理是**—反射—接收。雷發(fā)傳感器的天線在**電磁波信號時，都是以波束的形式**出去的。**波在被測物料的表面產(chǎn)生反射，反射回來的回波信號仍然由天線進行接收。**和反射波束中的每一點在采樣時，都使用超聲的采樣方法進行采集。信號通過智能處理器處理之后，得到介質和探頭兩間的距離，送到終端顯示器進行顯示和報警以及操作等。雷達液位計**出的微波脈沖的能量不僅低而且還十分的短小，它要通過天線系統(tǒng)才可以**才能接收得到。不過，雷達波的運行速度卻是以光速進行的。它的運行時間可以使用電子部件轉換成為信號。這種奇特的時間延伸方法可以保證在很短的時間內，進行穩(wěn)定而又精確的測量。即使在工程比較繁雜的工作環(huán)境下，有虛假回波的存在，只要使用新型的處理技術和調試軟件也可以準確的分析出物位所在的回波?，F(xiàn)在使用的雷達液位計主要有兩種測量方法：其一，高頻連續(xù)波式，其二就是脈沖式。調頻連續(xù)波是在頻域中，進行信號的分析，而脈動沖式地是在時域中進行信號的分析。兩者相比較而言，前者的測量精度較高，后者的測量精度較低。

        2.調頻連續(xù)波方式液位計。雷達液位計信號從天線**出去，經(jīng)測量平面反射，回波被天線接收。這種工作模式的雷達液位計**的微波是頻率被線性調制的連續(xù)波，當回波被天線接收到時，微波**頻率已經(jīng)改變。**波與回波的頻率差正比于天線到液面的距離。通過對頻率差信號做快速傅立葉變換，頻率差被

        轉化為頻譜差，進而換算出測量距離。**頻率隨時間線性改變，當**出去的連續(xù)波到達液面反射后，反射回來的信號頻率比**信號滯后了。測量系統(tǒng)通過天線**頻率固定的微波脈沖，經(jīng)過物料表面產(chǎn)生反射后由測量系統(tǒng)所接收。雷達天線將接收到的反射微波脈沖傳遞給電子線路，微處理器對此信號進行處理，識別出微波脈沖在物料表面所產(chǎn)生的回波，并據(jù)此計算液位。

        3.雷達液位計的安裝注意事項。雷達液位計在安裝時，要與罐壁保持一定的距離，要避開加熱盤管和其他罐的出入口，這樣在進行測量時，雷達波才能精確的反映出真實的液位。錐體天線中，設有保護罩，它可以防止介質因冷出現(xiàn)凝固給測量帶來影響。在內浮**儲罐上，要求導波管內部的表面平滑并不能有一點的瑕疵，同時，還要開兩個對稱的小孔。確保雷達在波的過程中，不受任何的干擾。燃料油的拋物面雷達一般設置在儲罐的透光孔上。在安裝時，要盡量滿足以下條件：1）對于圓形狀的儲罐，液位計要和罐壁的距離較好保持在罐徑的六分之一至四分之一之間，直徑小的罐安裝點與罐壁的較近距離不能少于30cm；2）在安裝圓形罐位置時，不能選用其中間位置，這樣會直接干擾信號，將會收不到有效信息；3）安裝時，不能安裝在被測液體流入口的正上方上；4）在信號波的范圍內，不要安裝一些限位開關或者溫度傳感器等裝置；5）注意罐內壁的對稱裝置，例如：加熱線圈和空間環(huán)狀物以及障礙物等，這些都可能直接影響到測量的準確性；6）進行安裝時，要把標記標在法蘭的兩個螺栓孔的正中間位置。7）安裝時，喇叭的天線要與液面垂直，確保回波的質量，避免收到假回波。

        4.測量中常見的問題。雷達液位計在實際應中，也會出現(xiàn)測量值躍變、無輸出等相關問題，這些問題都是可以出來和避免的。常見故障及原因分為以下幾種：一是測量值沒有變化。當出現(xiàn)測量值沒有變化的情況，多數(shù)因為在波束范圍內有固定的反射面，造成了強干擾。此時應著重檢查罐壁、延長桿等部位是否有障礙物。另外，雷達液位計的電子模塊如果出現(xiàn)故障，也會造成這個問題，應對電子模塊進行及時的較新和維護。二是失波。失波即回波太弱，造成這個問題的主要原因是雷達液位計的天線方向與液面不垂直，頁面有擾動或者有干擾。此時，應檢查雷達天線上是否有結露現(xiàn)象或其他粘附物，應及時清洗天線并調整天線方向。三是測量值在固定的區(qū)間內躍變。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因有兩種，一是被測液面不穩(wěn)定，有起伏，導致測得反射波的時間出現(xiàn)變化，二是掛壁現(xiàn)象嚴重，這種情況會削弱電磁波信號，導致測量值躍變。雷達液位計在使用過程中，如果出現(xiàn)錯誤代碼，可以參照說明書上標注的相應故障代碼進行處理。四是當雷達液位計從一個油罐轉移到另一個油罐使用時，必須進行復位操作，因為只進行基本的參數(shù)設定就使用會造成雷達液位計的工作不穩(wěn)定。

    測量測量原理: 時差相關原理流速: 0.01~25 m/s分辨率: 0.025 cm/s重復性: 0.15%讀數(shù),視應用而定精度 (流場充分發(fā)展且 徑向對稱)體復位后，雷達液位計對新的安裝環(huán)境進行重新學習，然后設定參數(shù)，才能實現(xiàn)準確測量。

        雷達液位計有效地解決了多年來困擾油庫的液面測量問題。實現(xiàn)了從接觸測量到非接觸式測量的液位測量的變化，大大提高了液位測量的精度。此外，雷達水平儀的結構設計簡單，安裝和操作方便，設備較少，不受環(huán)境限制，測量準確等。與傳統(tǒng)的測量方法相比，雷達水平儀具有很大的優(yōu)越性。因此，在未來很長一段時間內，雷達水平儀的應用將較加廣泛。        參考文獻： 

        [1]曹艷.雷達液位計在儲罐自動計量中的應用[J].工業(yè)計量，2017，18（10）. 

        [2]景佩明，張軍等.可視化設備管理系統(tǒng)研究與應用[J].天然氣與石油，2015，31（6）.         [3]張明智.雷達液位計的應用[J].工業(yè)計量，2016，16（8）.

    文章轉載至撫順石化工程建設有限公司文獻資料   


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