淺析雷達(dá)液位計(jì)

常見(jiàn)故障和處理方法:

雷達(dá)是利用電磁波傳播中的折射性和快速性開(kāi)發(fā)的空間測(cè)距電子儀器，z首次用于防衛(wèi)和航空導(dǎo)航。 隨著科學(xué)技術(shù)的普及，雷達(dá)被用于工業(yè)和民間領(lǐng)域，產(chǎn)生了許多型號(hào)的產(chǎn)品，應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中水平測(cè)量的雷達(dá)水平計(jì)就是其中的一種。

雷達(dá)液位計(jì)

測(cè)量原理

雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量原理與軍用雷達(dá)相同，用電磁波的直線傳播特性測(cè)量周?chē)臻g的空間距離，即被測(cè)物與雷達(dá)的直線空間距離，具體是工業(yè)生產(chǎn)中從液體液面測(cè)量雷達(dá)天線的空高。 通過(guò)配置雷達(dá)液位計(jì)，可以設(shè)定從雷達(dá)天線到容器底部的垂直距離，可以根據(jù)測(cè)量的液面高度計(jì)算液體的液面高度。

測(cè)量原理公式為H=L-CT/2

c是電磁波的波速，t是從發(fā)射電磁波到接收電磁波所花費(fèi)的時(shí)間，l是雷達(dá)天線的容器距離z下端的垂直高度，h是被測(cè)定液體的高度。

工業(yè)中液位的測(cè)量與軍需航空數(shù)十百公里的空間測(cè)量不同，生產(chǎn)中的液位的測(cè)量距離小，高范圍的水箱液位的測(cè)量也是一百二十米的垂直高度，這種距離空間對(duì)光速傳播的電磁波可以忽視，所以上述測(cè)量方式難以實(shí)現(xiàn)。 因?yàn)槿祟?lèi)不能制造出不費(fèi)時(shí)間的電路處理儀表。

為了將雷達(dá)測(cè)距應(yīng)用于工業(yè)中的液位測(cè)量，制造商使用高頻電波并使用啁啾連續(xù)測(cè)距方法來(lái)改變從天線發(fā)射的電磁波的頻率，以及通過(guò)計(jì)算兩者的頻率差(不同于當(dāng)時(shí)的天線發(fā)射頻率)來(lái)在空間中傳播電磁波

雷達(dá)液位計(jì)

的構(gòu)造

廠家生產(chǎn)的雷達(dá)液位計(jì)形式不同，但總體部件基本一致，主要包括電路部分(雷達(dá)波發(fā)生器、信號(hào)檢測(cè)、信號(hào)處理)、天線、接收機(jī)和附件殼體三部分。 天線把雷達(dá)液位計(jì)分為波導(dǎo)雷達(dá)和普通雷達(dá)兩種。

波導(dǎo)雷達(dá)液位計(jì)

波導(dǎo)雷達(dá)在電磁波發(fā)射器下設(shè)置金屬波導(dǎo)體，使高頻電波沿著金屬體垂直向下傳播，電磁波碰到被檢測(cè)物質(zhì)的液面時(shí)，電磁波在接觸面反射，沿著波導(dǎo)體垂直返回雷達(dá)水平計(jì)天線內(nèi)部的接收機(jī)，處理電路進(jìn)行分析計(jì)算，求出被檢測(cè)液體的液面高度。 根據(jù)金屬波導(dǎo)，波導(dǎo)雷達(dá)分為電纜式和桿式。

電纜式波導(dǎo)雷達(dá)的波導(dǎo)體是柔性的不銹鋼鋼絲，在其末端加上金屬重物，金屬絲在被測(cè)液體中垂直延伸到容器底部，防止絲在使用中浮動(dòng)彎曲。 這種結(jié)構(gòu)的雷達(dá)液位計(jì)主要用于下水箱、零水箱等地面以下的水平測(cè)量。

棒式波導(dǎo)雷達(dá)的波導(dǎo)體根據(jù)波導(dǎo)棒和天線進(jìn)行各種分類(lèi)，有金屬棒式波導(dǎo)雷達(dá)、穿過(guò)金屬管的喇叭式天線式波導(dǎo)雷達(dá)、帶旁路測(cè)量筒的波導(dǎo)雷達(dá)。 這些波導(dǎo)雷達(dá)主要用于高于地面的水箱液位測(cè)量和生產(chǎn)設(shè)備的塔式水箱測(cè)量旁通管的液位。

普通雷達(dá)液位計(jì)

普通雷達(dá)液位計(jì)

天線只是電磁波的收發(fā)裝置，發(fā)射電磁波后通過(guò)氣相自由傳播，雷達(dá)水平計(jì)的電磁波高頻微波信號(hào)的發(fā)散傳播性差，而且被測(cè)定液體距雷達(dá)水平計(jì)的高度小，其電磁波傳播過(guò)程可以看作是垂直傳播，所以該雷達(dá)水平計(jì)是垂直傳播 與波導(dǎo)雷達(dá)相比，波導(dǎo)體節(jié)約成本，設(shè)置容易，在罐等高液位測(cè)量中得到了很多應(yīng)用。

根據(jù)天線廠家的不同，制作了不同型號(hào)的雷達(dá)液位計(jì)，適應(yīng)了不同的狀況環(huán)境。 工廠使用的普通雷達(dá)液位計(jì)天線有喇叭口、水滴形(防止液體揮發(fā)凝結(jié))、偏心型(防止多重反射電磁波干擾)、廣口喇叭口(氣相介質(zhì)衰減電磁波) 4種。

電路處理部

根據(jù)雷達(dá)液位計(jì)

處理電路的復(fù)雜度分為雷達(dá)液位計(jì)或單向測(cè)量的正常模式和復(fù)用處理信號(hào)的總線模式。 多路復(fù)用信號(hào)處理不僅能處理雷達(dá)電磁波測(cè)距的液位信號(hào)，還能處理測(cè)溫電阻體的溫度測(cè)量信號(hào)，通過(guò)總線可連接多臺(tái)雷達(dá)液位計(jì)，通過(guò)一條總線遠(yuǎn)傳控制室內(nèi)。 適用于油罐許多布局分散的中型油罐系統(tǒng)液位測(cè)量，節(jié)省了傳輸電纜的鋪設(shè)和費(fèi)用。

雷達(dá)液位計(jì)故障分析與處理

雷達(dá)液位計(jì)

從測(cè)量原理來(lái)看是高精度的測(cè)距儀，雷達(dá)液位計(jì)的制造商也大大介紹了雷達(dá)液位計(jì)的優(yōu)點(diǎn)。 例如可用于過(guò)程中對(duì)揮發(fā)性氣體、高溫、高壓、蒸汽、真空、高粉塵等苛刻環(huán)境的要求，可連續(xù)測(cè)量不同水平，但實(shí)際使用中雷達(dá)液位計(jì)出現(xiàn)了許多問(wèn)題，不能使用。

雷達(dá)液位計(jì)電磁波選擇依據(jù)

從雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量原理可以看出，雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量過(guò)程的中心在電磁波傳播過(guò)程的頻率變化范圍內(nèi)，天線受到的雷達(dá)波頻率是水平測(cè)量的重要依據(jù)。

雷達(dá)液位計(jì)

在從所使用的天線到被測(cè)量液體的液面的空間間隙中充滿各種頻率的電磁波，由于這些電磁波大部分通過(guò)各種反射、折射而向天線內(nèi)部的接收機(jī)傳播，所以雷達(dá)液位計(jì)的接收機(jī)所接收到的電磁波是一系列的大量不同頻率的電磁波。

如何從這種雜亂的電磁波中選擇實(shí)際液面反射的電磁波，是雷達(dá)水平計(jì)能正確測(cè)量液面水平的關(guān)鍵，需要頻率選擇電路。 基于所接收的電磁波的能量，測(cè)量頻率選擇電路的選擇的依據(jù)。

電磁波傳播過(guò)程中氣相介質(zhì)、被測(cè)介質(zhì)的反射折射、金屬容器壁等物質(zhì)的碰撞吸收、能量減弱，反射次數(shù)越多能量損失越大，通過(guò)的距離越長(zhǎng)能量損失越大。 由于電磁波垂直于被檢液體的液面發(fā)射，因此該電磁波在被檢液面的反射率z大(折射率z小)，可近似全反射，被檢液體在液面的能量損失，全部的電磁波回波損失z小。 垂直于被檢液面的空間距離是所有電磁波傳播中z較短的距離，該反射的電磁波在氣相空間傳播中能量損失也較小，因此在兩點(diǎn)被檢液面反射的電磁波的能量在所有電磁波譜中z較大，因此雷達(dá)水平計(jì)的頻率選擇電路求出被檢液的空高，被檢液的高度

雷達(dá)液位計(jì)使用中的問(wèn)題

雷達(dá)液位計(jì)的電磁波選擇頻率知道返回接收機(jī)的電磁波能量的大小是雷達(dá)液位計(jì)的電磁波選擇頻率的依據(jù)，從而決定雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量的正確性。 在正常使用中，如果被檢測(cè)液體反射的電磁波的能量不是z高的電磁波，則雷達(dá)水平計(jì)會(huì)選擇其他不現(xiàn)實(shí)的電磁波頻譜，在這種情況下，被檢測(cè)水平會(huì)發(fā)生失真。

這種現(xiàn)象的原因大致分為以下幾點(diǎn)

另一方面，被檢液體和雷達(dá)天線之間的間隙中有大面積的反射物，電磁波到達(dá)液面之前被反射。 造成這種現(xiàn)象的主要原因是:

1 .被檢容器的內(nèi)部有混頻器、加熱線圈、線路等金屬物體，如果這些金屬體露出被檢液體的外部，而且電磁波處于垂直傳播的方向，則混頻器旋轉(zhuǎn)中的漿液旋轉(zhuǎn)時(shí)，電磁波會(huì)被早期反射，被檢液位變高。

2 .雷達(dá)液位計(jì)的設(shè)置場(chǎng)所過(guò)于接近容器壁，或者不垂直，或者與被檢液面接觸，在電磁波傳播中照射到容器內(nèi)壁而提前反射的電磁波在被檢液面的反射過(guò)程中原來(lái)的道路沒(méi)有返回(斜光的情況)，因此雷達(dá)液位計(jì)無(wú)法檢測(cè)反射電磁波的液面反射的電磁波因多重反射而能量損失較多，頻率選擇

二、波導(dǎo)體(繩、桿)有帶子，電磁波沿波導(dǎo)體傳播中，在不到達(dá)液體之前碰到波導(dǎo)體上的帶子反射，產(chǎn)生虛假的液位。 安裝的波導(dǎo)管不是垂直的，而是雷達(dá)液位計(jì)，電磁波傾斜地進(jìn)入波導(dǎo)管的內(nèi)壁，發(fā)生容器的內(nèi)壁那樣的反射和多重反射，產(chǎn)生測(cè)量變形。

三、在被檢液體與雷達(dá)天線之間的間隙中，氣相介質(zhì)的蒸汽濃度過(guò)大，電磁波在空間中傳播，能量損失過(guò)大，反射波無(wú)法到達(dá)雷達(dá)液位計(jì)的接收機(jī)。

被檢液體有加熱要求，在上部安裝攪拌機(jī)的情況下特別嚴(yán)重，被檢液體在加熱攪拌中蒸汽持續(xù)揮發(fā)，因此高濃度的介質(zhì)蒸汽充滿液面以上的空間，該微小的液體粒子不僅對(duì)電磁波產(chǎn)生漫反射，還吸收大量的電磁波能量，使電磁波大幅衰減，雷達(dá)天線不能接收回波信號(hào)

被檢液體中含有水分時(shí)，揮發(fā)的水蒸氣使電磁波的吸收能更加嚴(yán)重。 由于水蒸氣具有容易凝結(jié)的特性，氣相空間中所含的水蒸氣在罐上的罐壁附近凝結(jié)，聚集形成大水蒸氣滴，溢出液位上方的空間，對(duì)電磁波具有強(qiáng)吸引作用，電磁波的能量衰減無(wú)法到達(dá)雷達(dá)接收機(jī)，雷達(dá)液位計(jì)完全失去了功能。

四、雷達(dá)液位計(jì)的天線上附著了贓物，電磁波發(fā)射后立即被反射，沒(méi)有發(fā)射。 在這種情況下，即使使用防止結(jié)露的水滴型天線，雷達(dá)液位計(jì)的突然故障也不可避免。

附著在雷達(dá)液位計(jì)天線上的盜竊品，由于被測(cè)量介質(zhì)的揮發(fā)升級(jí)加重，被測(cè)量液體的間隙中充滿了大量的氣相蒸汽，其附著在雷達(dá)液位計(jì)天線上，特別是容易凝結(jié)的高粘度介質(zhì)，雷達(dá)液位計(jì)容器的上部溫度低， 揮發(fā)的介質(zhì)蒸汽容易凝結(jié)附著在雷達(dá)天線上，電磁波的發(fā)射變得困難，情況嚴(yán)重時(shí)介質(zhì)被天線燒焦，天線破損。

如果相同的被檢測(cè)介質(zhì)中含有水分，則水蒸氣容易附著在天線上，不能發(fā)出電磁波，雷達(dá)液位計(jì)完全不起作用。

五、雷達(dá)液位計(jì)

電路中的保護(hù)措施。 雷達(dá)液位計(jì)高科技儀器昂貴，需要儀器本身的安全保護(hù)，廠家在電路上設(shè)置了很多保護(hù)措施。 例如過(guò)溫保護(hù)、低電壓保護(hù)、高電平保護(hù)、運(yùn)行故障保護(hù)及數(shù)據(jù)保持、誤鎖等電平檢測(cè)保護(hù)措施。 這些防護(hù)措施在日常使用中，如雷達(dá)液位計(jì)出現(xiàn)問(wèn)題，安全保護(hù)工作，雷達(dá)液位計(jì)停止工作，查明故障原因，取消恢復(fù)的雷達(dá)液位計(jì)正常使用。 保護(hù)功能由廠家設(shè)置，集成度高的保護(hù)措施很多。 像公交式多功能雷達(dá)液位計(jì)一樣，其自身的防護(hù)措施非常多，日常維護(hù)必須非常熟悉。

雷達(dá)液位計(jì)的故障及處理

雷達(dá)液位計(jì)常常在日常使用中出現(xiàn)故障，其故障大致可分為四類(lèi)。 數(shù)據(jù)不變，數(shù)據(jù)突然z變大，數(shù)據(jù)突然為零，數(shù)據(jù)不會(huì)大幅偏離實(shí)際值或變小而變化。 這些故障無(wú)法根除，只能解決問(wèn)題。 根據(jù)日常維護(hù)的工作經(jīng)驗(yàn)，先按照難的順序總結(jié)如下

1 .斷電重啟

雷達(dá)液位計(jì)

本身有很多防護(hù)功能，在正常運(yùn)行中雷達(dá)液位計(jì)本身出現(xiàn)故障保護(hù)的情況下，可以重新開(kāi)始停電，這種情況下，雷達(dá)液位計(jì)內(nèi)部的故障消除，再次接通電源后有可能恢復(fù)正常。 該處理方法適用于高液位測(cè)量的油罐雷達(dá)液位計(jì)的維護(hù)。 結(jié)果，高十幾米的水箱爬到水箱上處理雷達(dá)水平計(jì)算不是一件簡(jiǎn)單的事情，在地面上能夠解決之前就能夠解決。

2 .通過(guò)面板消除故障

停電恢復(fù)仍無(wú)法解決故障時(shí)，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際觀察故障，在雷達(dá)液位計(jì)的面板上首先觀察錯(cuò)誤代碼的有無(wú)、故障保護(hù)措施的有無(wú)，在面板上清除時(shí)，在恢復(fù)后觀察雷達(dá)液位計(jì)是否正常。

3 .制作空白光譜

雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量原理是檢測(cè)接收到的電磁波頻譜，如果被測(cè)液體和雷達(dá)天線之間的間隙存在強(qiáng)電磁波反射或干擾，雷達(dá)液位計(jì)將該反射的雷達(dá)波作為實(shí)際液面的雷達(dá)反射波處理的可能性高，得到錯(cuò)誤的液面水平顯示。

處理該故障時(shí)，利用雷達(dá)液位計(jì)內(nèi)部的軟件功能，進(jìn)行空譜檢測(cè)。 如果設(shè)定比實(shí)際液面高的空高距離，雷達(dá)水平計(jì)檢測(cè)出空高中的所有反射電磁波頻譜，在電路中切斷接收到的高能的頻譜電磁波，則檢測(cè)出真正的液面反射電磁波，可以得到真正的液面水平。

1 .拆下雷達(dá)液位計(jì)，擦拭天線

這是雷達(dá)液位計(jì)z后的處理步驟，前面的3個(gè)處理方法也無(wú)法消除雷達(dá)液位計(jì)的故障時(shí)，請(qǐng)拆下雷達(dá)液位計(jì)，看天線的污染狀況，去除污染。 這之所以是z后的手段，是因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)使用的雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量的媒體通常含有對(duì)人體有害的物質(zhì)，絕對(duì)不能拆除。 拆卸雷達(dá)液位計(jì)時(shí)，應(yīng)采取安全措施，堵住雷達(dá)液位計(jì)的安裝口，尋找減少被測(cè)物質(zhì)蒸汽揮發(fā)的護(hù)罩，必要時(shí)佩戴防毒面罩和呼吸器。

雷達(dá)液位計(jì)

高精度毫米級(jí)液位測(cè)量?jī)x，雖然沒(méi)有可動(dòng)部件壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，但實(shí)際應(yīng)用時(shí)會(huì)產(chǎn)生各種問(wèn)題，這些故障問(wèn)題與其他液位測(cè)量?jī)x不同，偏離真值的只有很小的范圍。 雷達(dá)液位計(jì)的問(wèn)題是毀滅性的，因?yàn)閦大、z小、死亡人數(shù)少或不變，所以在雷達(dá)液位計(jì)的實(shí)際使用中需要熟練掌握修理技能，所以本文希望對(duì)于使用雷達(dá)液位計(jì)的人有所幫助。

受試者復(fù)雜，高溫高壓腐蝕，泡沫、攪拌、蒸汽等多種原因嚴(yán)重破壞，雷達(dá)液位計(jì)頻繁故障，儀表維護(hù)量大，嚴(yán)重影響生產(chǎn)裝置。 因此，有必要了解雷達(dá)液位計(jì)的日常故障問(wèn)題及其處理方法。 其次，儀控希望能整理好雷達(dá)液位計(jì)故障問(wèn)題的處理方法，對(duì)大家有所幫助。

1 .檢查供電是否正常

生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)雷達(dá)水平計(jì)水平上升到一定值后變化非常緩慢，應(yīng)立即檢查雷達(dá)水平計(jì)供電情況是否正常，相關(guān)人員在日常維護(hù)中也應(yīng)詳細(xì)檢查雷達(dá)水平計(jì)供電情況，檢查供電后是否有正常輸出 液面水平變化緩慢或完全沒(méi)有變化，因此需要在*時(shí)間內(nèi)檢查設(shè)備的保險(xiǎn)絲是否燒壞，如果沒(méi)有電流輸出，基本上可以判斷儀表有問(wèn)題，因此必須根據(jù)情況進(jìn)行更換或修理。 此外，應(yīng)在儀表調(diào)整的一環(huán)加強(qiáng)管理，避免儀表參數(shù)設(shè)定不正確而影響生產(chǎn)。 相關(guān)人員也應(yīng)加強(qiáng)日常維護(hù)工作，定期進(jìn)行停運(yùn)檢查，保證雷達(dá)液位計(jì)正常運(yùn)行。

2 .檢查通信設(shè)備是否正常

當(dāng)發(fā)現(xiàn)通信設(shè)備不正常時(shí)，通過(guò)安裝雷達(dá)調(diào)整軟件，可以讀取雷達(dá)的設(shè)定數(shù)據(jù)，監(jiān)視雷達(dá)傳感器的狀態(tài)。 主要雷達(dá)傳感器可以正確判斷反射回波和偽回波的區(qū)別，檢查反射波的強(qiáng)度是否達(dá)到規(guī)定的基準(zhǔn)，如果上述測(cè)試沒(méi)有問(wèn)題，則需要檢查其他電子部件，如果判斷為雷達(dá)液位計(jì)的通信單元損壞，則根據(jù)情況更換部件，進(jìn)行雷達(dá)液位計(jì)的通信 相關(guān)人員在日常維護(hù)工作中，還應(yīng)加強(qiáng)雷達(dá)液位計(jì)通信狀況的檢測(cè)，可以利用雷達(dá)調(diào)節(jié)軟件訪問(wèn)信號(hào)線，利用調(diào)節(jié)器維護(hù)雷達(dá)液位計(jì)通信設(shè)備。

3 .使用溫度

為了正常測(cè)量雷達(dá)液位計(jì)，必須保證雷達(dá)液位計(jì)的內(nèi)部溫度在50℃以下。 一般情況下，雷達(dá)液位計(jì)應(yīng)用于測(cè)量高溫介質(zhì)。 因此，雷達(dá)液位計(jì)的殼體由耐熱性強(qiáng)的材料制成，一般雷達(dá)液位計(jì)的內(nèi)部不超過(guò)50℃。 內(nèi)部的電子零件超過(guò)這個(gè)數(shù)值的話，不能用冰水冷卻。 冰水不僅可以冷卻冷卻，還可以麻痹雷達(dá)液位計(jì)。 用紫銅管將少量風(fēng)吹入雷達(dá)報(bào)頭，科學(xué)上可以降低雷達(dá)液位計(jì)的內(nèi)部溫度。

4 .顯示值不正確

顯示值不正確是雷達(dá)液位計(jì)常見(jiàn)的問(wèn)題，顯示值不正確的原因是初始設(shè)定的對(duì)比度不適當(dāng)或顯示模塊的卡片未正確連接，相關(guān)人員應(yīng)該盡量避免該問(wèn)題，一旦發(fā)現(xiàn)顯示值看不見(jiàn)，就可以使用“顯示值不正確”這一點(diǎn)。 必須檢查雷達(dá)液位計(jì)的初始設(shè)定，深入檢查顯示模塊的卡是否正常連接，雷達(dá)液位計(jì)的輸出電流超過(guò)22mA時(shí)，可以判斷雷達(dá)液位計(jì)的顯示模塊故障，泰國(guó) 如果輸出電流不足3.5mA，則可以判斷雷達(dá)液位計(jì)的電子模塊故障，需要及時(shí)更換雷達(dá)液位計(jì)的電子模塊。

5 .顯示錯(cuò)誤信息

雷達(dá)液位計(jì)

另一個(gè)系統(tǒng)通常會(huì)顯示錯(cuò)誤消息，并且通常需要在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)終止之前先斷電，以進(jìn)行驗(yàn)證復(fù)位并重新定位這些故障的原因。 如果檢查復(fù)位并重新定位后仍然發(fā)出警報(bào)，則需要更換雷達(dá)液位計(jì)的電子模塊。

6 .天線的污垢、結(jié)晶

輕臟油罐發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)首先考慮天線可能被污染、結(jié)晶，處理方法是切斷電源后，安裝適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)器具，取下雷達(dá)傾斜放下，用抹布擦去污垢和結(jié)晶，注意天線不要彎曲損傷，輕放，不要擦鐵器

7 .漫反射

如果液面水平低或沒(méi)有液面水平，則z大的原因是在測(cè)試容器的底部有支架、管道或過(guò)程中產(chǎn)生蒸汽，被雷達(dá)波漫反射，液面水平無(wú)法正常工作，在這種情況下，過(guò)程液面水平正常后重新啟動(dòng)可能會(huì)自動(dòng)恢復(fù)。 蒸汽引起的漫反射會(huì)在溫度正常時(shí)自動(dòng)恢復(fù)。

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