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所在地區(qū):山東青島市

聯(lián)系人:孫巖 (總經(jīng)理)

技術(shù)文章

雷達料位計的技術(shù)原理及應(yīng)用故障處理方法

閱讀:769發(fā)布時間:2022-11-27

  料位是工業(yè)生產(chǎn)中的一個重要參數(shù)。測量料位的方法有很多。根據(jù)不同的工作條件和介質(zhì),可以使用不同測量原理的料位儀。幾種常用的料位測量儀器,如吹制法、靜壓式、浮球式、重錘式、超聲波等,都有各自的特點和適用范圍。雷達物位計采用*的雷達測量技術(shù),以其優(yōu)異的性能顯示其性能,特別是在攪拌、高溫、大蒸汽、強腐蝕性介質(zhì)、易結(jié)疤等惡劣測量條件下,在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越重要的作用。

  

  一、原理和技術(shù)性能

  

  雷達波是電磁波的一種特殊形式,雷達物位計利用電磁波的特殊性質(zhì)來檢測料位。電磁波的物理特性與可見光相似,傳播速度等于光速。頻率為300MHz-3000GHz。電磁波可以穿透空間蒸汽、灰塵等干擾源,遇到障礙物容易被反射。被測介質(zhì)的電導(dǎo)率或介電常數(shù)越好,回波信號的反射效果越好。

  

  雷達波頻率越高,發(fā)射角越小,單位面積能量(磁通量或場強)越大,波衰減越小,雷達物位計的測量效果越好。

  

  1、雷達物位計的基本原理

  

  雷達物位計的組成:主要由發(fā)射接收裝置、信號處理器、天線、操作面板、顯示器、故障報警器等組成。

  

  發(fā)射-反射-接收是雷達物位計的基本原理。雷達傳感器的天線以波束的形式發(fā)射z小于5.8GHz的雷達信號。反射的信號仍然由天線接收,雷達脈沖信號從發(fā)射到接收的運行時間與傳感器到介質(zhì)表面的距離和物體水平成正比。

  

  即h=H–vt/2,其中h為料位;H為溝槽高度;v為雷達波速;t為雷達波發(fā)射到接收的間隔時間;

  

  2、用雷達物位計測量料位的*技術(shù);

  

  (1)新回波處理技術(shù)的應(yīng)用

  

  從雷達物位計的測量原理可知,雷達物位計是通過處理雷達波從探頭傳到介質(zhì)表面再返回探頭的時間來測量物位的,反射信號中混有很多干擾信號。因此,真實回波的處理和各種虛假回波的識別技術(shù)成為雷達物位計精確測量的關(guān)鍵因素。

  

  (2)測量數(shù)據(jù)的處理:

  

  由于受液位波動、隨機噪聲等因素的影響,檢測信號中必然夾雜著大量的噪聲。為了提高檢測的準確性,必須對檢測信號進行處理,以盡可能消除噪聲。

  

  經(jīng)過大量實驗,該數(shù)據(jù)平滑方法能夠取得令人滿意的結(jié)果。這種方法也能有效地克服罐內(nèi)攪拌器對測量的影響。

  

  (3)雷達物位計的特點:

  

  由于雷達物位計采用了上述*的回波處理和數(shù)據(jù)處理技術(shù),具有雷達波頻率高、穿透性能好的特點,因此雷達物位計的性能優(yōu)于接觸式料位計和類似的非接觸式料位計。在惡劣條件下可連續(xù)準確測量。

  

  操作簡單,調(diào)試方便。

  

  準確、安全、節(jié)能。

  

  無需維護,可靠性高。

  

  幾乎所有介質(zhì)都可以測量。

  

  二、安裝應(yīng)注意的問題

  

  (1)當測量液體材料時,傳感器的軸和介質(zhì)的表面保持垂直;測量固體材料時,由于固體介質(zhì)會有堆積角,傳感器應(yīng)傾斜一定角度。

  

  (2)盡量避免器件在發(fā)射角度引起假反射。特別是在天線Z附近的1/3錐形發(fā)射區(qū)域需要避開障礙物裝置(因為障礙物裝置越近,假反射信號越強)。如果不可避免,建議使用折射板將過于強烈的虛假反射信號折射掉。這樣可以降低假回波的能量密度,傳感器可以很容易地濾除假信號。

  

  (3)避開進料口,避免假反射。

  

  (4)傳感器不應(yīng)安裝在拱形罐的中心(否則傳感器接收到的虛假回波會增強),也不應(yīng)安裝在離罐壁很近的地方。安裝位置為容器半徑的1/2。

  

  (5)避免安裝在渦流強的地方。例如,由于攪拌或強烈的化學(xué)反應(yīng),建議使用波導(dǎo)管或旁通管進行測量。

  

  (6)如果傳感器安裝在連接管上,天線必須從連接管伸出。喇叭天線伸出連接管至少10毫米。棒狀天線的連接管的長度z大于100或250毫米。噴嘴直徑z小250毫米??梢圆捎迷龃髧娮熘睆降姆椒▉頊p小噴嘴引起的干涉回波。

  

  (7)關(guān)于波導(dǎo)天線:波導(dǎo)內(nèi)壁必須光滑,下方開口的波導(dǎo)必須達到要求的Z低液位,以便在管道中測量。傳感器的模板應(yīng)與波導(dǎo)管開口的軸線對齊。如果測得的介電常數(shù)小于4,則需要在波導(dǎo)管的末端安裝一個反射板,或者將波導(dǎo)管的末端彎曲成一個彎頭,以折射來自容器底部的反射回波。

  

  三、應(yīng)用中的問題及解決方法

  

  由于傳感器安裝位置和條件不當,某些工作條件下使用的雷達物位計存在一些問題。將提出以下解決方案供您參考。

  

  1、探測結(jié)疤和常見故障的解決方案

  

  一種方法是升高探頭安裝位置,但有時當安裝條件有限,無法升高時,料位測量值應(yīng)與罐內(nèi)泵聯(lián)鎖解決這一問題:將Z高料位設(shè)定值降低0.5m左右,當料位達到Z高值時,停止給水泵或啟動排水泵。

  

  2、雷達物位計液泛的相應(yīng)改進措施

  

  解決這個問題的辦法是將雷達物位計改為導(dǎo)波管式測量。波導(dǎo)雷達物位計仍然安裝在原來的開口處,波導(dǎo)比排氣管高0.2m左右,這樣即使?jié){液從排氣管溢出,料位計的天線也不會被漿液淹沒,避免了攪拌器渦流的干擾和探頭出來的大量蒸汽,減少了對探頭的損壞。同時,由于波導(dǎo)良好的聚焦效果,接收到的雷達波信號更強,達到了良好的測量效果。采用波導(dǎo)測量方法可以改善儀器的測量條件,提高儀器的測量性能,具有很高的推廣應(yīng)用價值。

  

  3、關(guān)于泡沫對測量的影響:

  

  干泡沫和濕泡沫都能反射雷達波,對測量沒有影響;中性泡沫吸收和擴散雷達波,嚴重影響回波的反射甚至沒有回波。當介質(zhì)表面為厚泡沫時,測量誤差較大或無法測量。在這種工作條件下,雷達物位計沒有優(yōu)勢,這是其應(yīng)用的局限性。

  

  4、天線結(jié)疤的處理:

  

  低介電常數(shù)的懸掛材料在干燥狀態(tài)下對測量沒有影響,而高介電常數(shù)的懸掛材料對測量有影響。壓縮空氣可用于吹掃(或用清水沖洗),冷卻的壓縮空氣可降低法蘭和電氣部件的溫度。酸性清洗液也可用于清洗堿性疤痕,但在清洗過程中不能測量料位。



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