什么是雷達液位計？

前廣泛使用的雷達液位計有脈沖雷達液位計和導波雷達液位計。現(xiàn)在對兩種不同類型的雷達進行簡單對比。

　　一：脈沖雷達液位計

　　脈沖雷達采用高頻、窄脈沖對微波源信號進行調制，以波束的形式發(fā)射固定頻率（即載波頻率）的脈沖波，在介質表面反射后由接收器接收，脈沖的時間行程決定了由發(fā)射天線至介質表面的距離。

　　優(yōu)點：

　　1、可測量*高70米量程，3毫米誤差，而不受溫度、粉塵、蒸汽的影響，是同類產(chǎn)品中的**者；

　　2、適用范圍廣，可用于儲油罐區(qū)、瀝青儲罐、石油液化氣、反應釜、石化業(yè)污水罐及鋼鐵業(yè)高爐鋼水的連續(xù)料位測量。在釀酒、食品業(yè)、制藥業(yè)等領域中也廣泛使用；

　　3、一體化結構，非接觸式喇叭；

　　4、可通過人性化的按鍵，HART協(xié)議及操作視窗對儀表進行設定、編輯，*多功能的軟件可消除攪拌器或其他障礙的干擾。

　　缺點：

　　1、大多數(shù)經(jīng)濟型的脈沖微波物位計都采用5.8GHz或6.3GHz的微波頻率，其輻射角較大（約30°），容易在容器壁或內部構件上產(chǎn)生干擾回波。雖然加大喇叭天線尺寸可稍微減少發(fā)射角度，但體積增大，使用不便；

　　2、當液面出現(xiàn)波動和泡沫時，情況就變得更復雜，信號散射脫離傳播途徑或吸收大部分能量，從而使返回到雷達液面計接受天線的信號更加弱小或無信號返回；

　　3、當儲罐中有攪拌器、管道等障礙物時，這些障礙物也會反射電磁波信號，從而產(chǎn)生虛假的液位信號。

　　二：導波雷達液位計

　　為了彌補脈沖雷達液位計的這些缺陷，導波雷達物位儀表而生產(chǎn)的。導波雷達的工作原理與常規(guī)通過空間傳播電磁波的雷達非常相似，導波雷達液位計的基礎是電磁波的時域反射原理，采用該原理可以發(fā)現(xiàn)埋地電纜和墻內埋高電纜的斷頭，測電纜斷頭時，TDR發(fā)生器發(fā)出的電磁脈沖信號沿電纜傳播，遇到斷頭時，就會產(chǎn)生測量反射脈沖。

　　同時，在接收器中預先設定好的與電纜總長度相應的阻抗變化也引發(fā)一個基本脈沖，將反射脈沖與基本脈沖相比較，可精確測出斷頭的位置。

　　優(yōu)點：

　　1、對蒸汽和泡沫有很強的抑制能力，測量不受影響；

　　2、不受液體密度，固體物料的疏松程度、溫度、加料時的粉塵的影響；

      3、低維護，高性能、高精度、高可靠性，使用壽命長。

　　缺點：導波雷達液位計屬于接觸式雷達，如果有的下場對衛(wèi)生性要求比較高的場合無法應用。

第二部分

近年來，雷達液位計以其液位測量死區(qū)小、連續(xù)測量精度高、受介質特性影響小、測量范圍大、耐高溫高壓能力強和采用非接觸式測量方式等優(yōu)點，在化工行業(yè)得到廣泛的推廣和應用。

由于被測對象比較復雜，受高溫高壓高腐蝕，還有泡沫、攪拌、蒸汽等諸多原因的嚴重破壞，雷達液位計頻繁出現(xiàn)故障，儀表維護量大，嚴重影響了生產(chǎn)裝置。因此，了解雷達液位計日常故障問題及其處理方法，就變得很有必要。下面，儀控君就為大家整理了雷達液位計的故障問題處理方法，希望能對大家有所幫助。

1

檢查供電是否正常

如果生產(chǎn)現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)雷達液位計在液位升到一定值后變化非常緩慢，應該立即檢查雷達液位計的供電情況是否正常，相關工作人員也要在日常的維護中，詳細檢查雷達液位計的通電情況，通電后有無正常輸出。液位變化緩慢或者根本沒有變化，需要在*一時間檢查設備的保險絲是否燒壞，如果并無電流輸出，則基本可以判斷是儀表出現(xiàn)問題，應視情況更換或者維修。此外，應該在儀表安裝調試的環(huán)節(jié)加強管理，防止儀表參數(shù)設置不準確而影響生產(chǎn)。相關工作人員也需要加強日常的維護工作，定期的進行停運檢修，從而保證雷達液位計儀表的正常運行。

2

檢查通訊設備是否正常

一旦發(fā)現(xiàn)通訊設備不正常，可以通過安裝雷達調試軟件，讀取雷達的組態(tài)數(shù)據(jù)，監(jiān)控雷達傳感器的狀態(tài)。主要檢查雷達傳感器能夠準確的判斷反射回波與假回波的區(qū)別，反射波的強度是否達到預定的標準，如果上述測試沒有問題，則需要檢查其他的電子元件，如果判斷出雷達液位計的通訊單元出現(xiàn)損壞，則需要視情況更換元件，從而保證雷達液位計的通訊正常。相關工作人員在日常的維護工作中，也應該加強對雷達液位計的通訊情況的檢查，可以用雷達調試軟件接入信號線，利用調節(jié)器對雷達液位計的通訊設備進行維護。

3

使用溫度

為了使雷達液位計正常測量，應該保證雷達液位計的內部溫度低于50℃。一般來說，雷達液位計都應用于測量高溫的介質。因此，雷達液位計的外殼都用具有耐熱性能較強的材料制成，因此一般情況下雷達液位計的內部都不會超過50℃，如果內部電子元件超過這個數(shù)值，切不可用冰水進行降溫冷卻，冰水不僅不會起到降溫冷卻的作用，甚至會使雷達液位計癱瘓。可以用紫銅管子吹入少量的風到雷達的表頭，科學的降低雷達液位計的內部溫度。

4

顯示值不準確

顯示值不準確是雷達液位計常出現(xiàn)的問題，導致顯示值不準確的成因，可能是初始設置的對比度不合適，或者因為顯示模塊的插件連接不正確，相關工作人員應該盡量避免這個問題，一旦發(fā)現(xiàn)顯示值不可見，應該對雷達液位計的初始設置進行檢查，并檢查顯示模塊插件的連接是否正常，如果這兩項均顯示正常，則需要深入的檢查雷達液位計的輸出電流是否正常，如果輸出電流大于22mA，則可以判斷是雷達液位計的顯示模塊出現(xiàn)了故障，需要進行及時的更換。如果輸出電流小于3.5mA，可以判斷是雷達液位計的電子模塊出現(xiàn)了故障，需要及時的更換雷達液位計的電子模塊。

5

系統(tǒng)顯示錯誤信息

雷達液位計的系統(tǒng)時常顯示錯誤信息，一般導致這種故障的原因在于數(shù)據(jù)存儲結束前切斷了電源，需要進行校驗復位并重新標定。若校驗復位并重新標定后依然發(fā)出警報，則需要更換雷達液位計的電子模塊。

6

天線沾污、結晶

對待輕污油罐出現(xiàn)故障時，應首先考慮天線沾污、結晶的可能性，處理方法是，斷電后，佩戴合適的防護器具，拆下雷達傾斜放下，用抹布擦去污物或結晶，不要讓天線彎曲受損，注意輕拿輕放，切忌鐵器刮擦，以免破壞到天線表皮。

7

漫反射

若出現(xiàn)液位較低或無液位時，大的原因可能是測試容器底部有支架、管道 ，或者在工藝過程中產(chǎn)生了蒸汽，對雷達波形成漫反射而導致液位失靈，此時，可等到工藝液位正常后，重啟一下會自動恢復。而因蒸汽造成的漫反射，則等溫度正常后就會自動恢復。

第三部分

1 雷達液位計的測量原理

　　能量很低的極短的微波脈沖通過天線系統(tǒng)發(fā)射并接收。雷達波以光速運行。運行時間可以通過電子部件轉換成物位信號。一種特殊的時間延伸方法可以確保極短時間內穩(wěn)定和精確的測量。
　　電磁波在空氣中是以光速傳播的, 雷達液位計距離物料表面的距離可用下式表示：
　　D =（1/2）*CT
　　式中: D ———雷達液位計距離物料表面的距離;
　　C ———光速
　　T ———脈沖時間。
　　則液位為：
　　L = E - D
　　式中:L ———液位;
　　E ———罐的總高;
　　D ———空高。
　　即使在存在虛假反射的時候，新的微處理技術和*的ECHOFOX- 軟件也可以準確地分析出物位回波。通過輸入容器尺寸，可以將上空距離值轉換成與物位成正比的信號。儀表可以空倉調試。

　   2 雷達液位計的安裝的注意事項

　　雷達液位計的安裝對雷達液位計的使用有較大的影響，所以安裝比較嚴格，測量液位的場合，宜垂直向下檢測安裝。雷達的波束中心距容器壁的距離應大于由束射角、測量范圍計算出來的低液（料）位處的波束半徑。雷達的波束途徑應避開攪拌器、其他障礙物及容器進料流束的噴射范圍。雷達液位計的安裝還應符合制造廠的要求。
　　2.1 選擇安裝位置選擇一個易于安裝接線的位置，而且還要方便以后拆裝顯示/ 調試模塊PLICSCOM。不使用任何工具，可以將外殼旋轉330°。可以將PLICSCOM 旋轉角度安裝（每次旋轉90°）。
　　2.2 為了防潮必須使電纜入口前面的連接電纜向下。這樣雨水和冷凝水就可以順著垂下的電纜滴下來。這一點對于露天安裝或安裝在潮濕的地方（比如：用水清洗、加熱或冷卻）很重要。而為防止直接日曬或雨淋，建議使用保護蓋。
　　采用橫截面為圓形的電纜，并擰緊電纜入口。
　　2.3 測量的基準面是螺紋或法蘭的密封面。如果被測介質接觸天線，會在天線上造成粘附，從而影響測量，注意天線和介質表面保持距離至少50mm。
　　2.4 對于帶表壓或低壓的容器，應該在螺紋的過程連接上加密封。要檢查密封材料對于被測介質是否穩(wěn)定。傳感器的應大虞允許壓力見傳感器上面的銘牌。不能安裝在中心位置，干擾回波會導致信號丟失。佳安裝位置在容器半徑的1/2 處。如果不能保持傳感器與罐壁的距離，罐壁上的介質粘附會造成虛假回波。在調試儀表的時候應該進行虛假回波存儲。

　   3 關于雷達液位計存在的問題的解決方法

　　3.1 雷達檢測為虛假回波信號干擾
　　雷達液位計存在的主要問題是因為存在可以被探測到的虛假回波信號，影響了真實回波信號的探測，導致雷達液位計顯示虛假液位。需要進行虛假回波消除。具體的消除虛假回波信號的方法步驟如下：
　　（1）連接計算機和雷達液位計，對計算機軟件和雷達液位計進行通信；
　　（2）在主菜單選擇“Service”（服務）項，打開該項，這時候在子菜單里顯示選項“False echo memory”( 虛假回波存儲)；
　　（3）再進入到下一級子菜單“Creat New”( 生成一個新的)。輸入從傳感器到介質表面的當前距離。確認存儲后，在這個距離內的所有檢測到的虛假回波都被存儲。
　　如此虛假回波將被存儲記憶到雷達液位計的存儲器內以后雷達液位計檢測到的虛假回波信號將被過濾掉。
　　3.2 冬季雷達液位計天線凝結水或者結冰
　　建議外部加裝保溫和伴熱，使罐口附近溫度基本保持恒定。定期進行檢查清理。
　　3.3 雷達液位計用旁通管的雷達液位計存在虛假回波的問題
　　因為旁通管內不干凈，管壁存在毛刺、焊渣、焊封以及附著的介質的雜質作為儀表工我們只能暫時用計算機軟件儲存消除虛假回波，而較為*的解決雷達液位計存在虛假回波顯示虛假液位的問題則需要聯(lián)系工藝人員進行清理旁通管并對旁通管進行磨砂等處理。在以后的安裝過程中嚴把質量關，盡可能減少這一類問題導致的測量故障。

    4 雷達液位計的一些常見故障的診斷和處理

　　通常采用兩種方法進行雷達液位計的故障診斷：
　　4.1 檢查4—20mA 電流信號
　　4.1.1 故障：4—20mA 信號不穩(wěn)定
　　原因：物位波動
　　處理：通過調整模塊或PACTware 軟件設定合適的積分時間
　　4.1.2 故障：4—20mA 信號丟失
　　原因：供電電源錯誤接線
　　處理：檢查接線，按照接線圖進行更正
　　原因：沒有接電
　　處理：檢查是否斷纜，如果需要進行修理
　　原因：供電電壓太低或者負載電阻太高
　　處理：檢查并更正
　　4.1.3 故障：電流信號大于22mA 或0mA
　　原因：電子部件損壞
　　處理：更換儀表或送回修理

　　4.2 通過PLICSCOM 模塊報警故障
　　4.2.1 故障：E013
　　現(xiàn)象：沒有測量值
　　原因：傳感器處于預熱階段或傳感器沒有找到回波（如：安裝錯誤或者參數(shù)調整錯誤）
　　4.2.2 故障：E017
　　現(xiàn)象：大調整與小調整之間的差值太小
　　處理：重新進行小調整和大調整，增大差值
　　4.2.3 故障：E036
　　現(xiàn)象：當前軟件不能運行
　　處理：進行軟件升級或者將儀表退回修理
　　4.2.4 故障: E041
　　現(xiàn)象：硬件故障，電子部件故障
　　處理：更換儀表或者退回處理

　　由日常實踐我們認為雷達液位計相比其他的液位計以其適用條件廣，安裝簡便，使用和維護簡單等優(yōu)點越來越多的應用于生產(chǎn)當中，雖然還存在一些缺點，但是隨著技術的進步也在不斷完善。如柴油罐區(qū)新安裝的雷達液位計就克服了以前冬天舊式雷達液位計探頭結水、結冰的問題。雷達液位計在以后會更多的應用于實際生產(chǎn)活動中，因此關于雷達液位計的使用和研究需要進一步的學習，使其更好地為生產(chǎn)實踐服務。

第四部分

雷達液位計

　　原理：發(fā)射—反射—接收就是雷達液位計的基本工作原理。

　　雷達傳感器的天線以波束的形式發(fā)射電磁波信號，發(fā)射波在被測物料表面產(chǎn)生反射，反射回來的回波信號仍由天線接收。

　　發(fā)射及反射波束中的每一點都采用超聲采樣的方法進行采集。信號經(jīng)智能處理器處理后得出介質與探頭之間的距離，送終端顯示器進行顯示、報警、操作等。

　　特點：雷達液位計大的特點是在惡劣條件下功效顯著。無論是有毒介質，還是腐蝕性介質，也無論是固體、液體還是粉塵性、漿狀介質，它都可以進行測量。在測量方面，具有以下特點：

　　1、連續(xù)準確地測量

　　雷達液位計的探頭與介質表面無接觸，屬非接觸測量，能夠準確、快速地測量不同的介質。探頭幾乎不受溫度、壓力、氣體等的影響(500℃時影響僅為0.018%，50bar時為0.8%)。

　　2、對干擾回波具有抑制功能

　　3、準確安全節(jié)省能源

　　雷達液位計采用材料的化學性、機械性都相當穩(wěn)定，且材料可以循環(huán)利用，you環(huán)保功效。

　　4、無須維修且可靠性強

　　微波幾乎不受干擾，與測量介質不直接接觸，幾乎可以被應用于各種場合，如真空測量、液位測量或料位測量等。由于高級材料的使用，對情況極其復雜的化學、物理條件都很耐用，它可以提供準確可靠、長期穩(wěn)定的模擬量或數(shù)字量的物位信號。

　　5、維護方便，操作簡單

　　雷達液位計具有故障報警及自診斷功能。根據(jù)操作顯示模塊提示的錯誤代碼分析故障，及時確定故障予以排除，使維護校正更加方便、準確，保障儀表的正常運行。

　　6、適用范圍廣，幾乎可以測量所有介質

　　從槽罐體的形狀來說，雷達液位計可以對球罐、臥罐、柱形罐、圓柱椎體罐等的液位進行測量；從罐體功能來說，可以對儲罐、緩沖罐、微波管、旁通管中的液位進行測量；從被測介質來說，可以對液體、顆粒、料漿等進行測量。

　　小結：

　　總的來說，就是雷達液位計使用范圍廣，是非接觸式的測量方式。材質優(yōu)良，故障率低。

　　導波雷達液位計

　　原理：導波雷達液位計是基于時間行程原理的測量儀表，雷達波以光速運行，運行時間可以通過電子部件被轉換成物位信號。探頭發(fā)出高頻脈沖并沿纜式探頭傳播，當脈沖遇到物料表面時反射回來被儀表內的接收器接收，并將距離信號轉化為物位信號。

　　特點

　　1、對蒸汽和泡沫有很強的抑制能力，測量不受影響；

　　2、不受液體密度，固體物料的疏松程度、溫度、加料時的粉塵的影響；

　　3、低維護，高性能、高精度、高可靠性，使用壽命長。

　　那他們到底有沒有區(qū)別呢？

　　接觸方式不同：雷達液位計是非接觸式的，波導式液位計則是接觸式的。也就是說，在食品等級要求較高的場合，是不能用先導式的。

　　使用工況介質不同：導波雷達式液位計更需考慮介質的腐蝕性和粘附性，而且過長的導波雷達安裝和維護更加困難。低介電常數(shù)的工況，無論雷達還是導波雷達測量原理都是基于介質介電常數(shù)差別，由于普通雷達的發(fā)射的波是發(fā)散的，當介質介電常數(shù)過低時，信號太弱測量不穩(wěn)定，而導波雷達波是沿導波桿傳播信號相對穩(wěn)定，另外一般的導波雷達還有底部探測功能，可以根據(jù)底部回波信號能測量值加以修正，使信號更為穩(wěn)定準確。

　　選型有不同：普通雷達可以互換使用，而導波雷達由于導波桿(纜)長度根據(jù)原工況固定，一般不能互換使用，受此影響導波雷達的選型要比普通雷達麻煩。

　　測量范圍不同：普通雷達在30、40m的罐體上應用比較常見，甚至可測到60m。導波雷達還要考慮導波桿(纜)的受力情況，也是由于受力的原因一般用導波雷達的測量距離不會很長。而不過在一些特殊工況導波雷達有明顯的優(yōu)勢，如罐內有攪拌，介質波動大，這樣的工況用底部固定的導波雷達測量值要比變通雷達穩(wěn)定；還有小罐體內的物位測量，由于安裝測量空間小(或罐內干擾物較多)，一般普通雷達不適用，這時導波雷達的優(yōu)勢就顯現(xiàn)出來了。