1、雷達液位計的工作原理
雷達液位計是利用超高頻電磁波經(jīng)天線向被探測容器的液面發(fā)射,當電磁波碰到液面后反射回來,儀表檢測出發(fā)射波及回波的時差,從而計算出液面的高度。被測介質(zhì)導電性越好或介電常數(shù)越大,回波信號的反射效果越好。
雷達液位計主要由發(fā)射和接收裝置、信號處理器、天線、操作面板、顯示等幾部分組成。發(fā)射一反射一接收是雷達液位計工作的基本原理。它分為時差式和頻差式。
時差式是發(fā)射頻率固定不變,通過測量發(fā)射波和反射波的運行時間,并經(jīng)過智能化信號處理器,測出被測液位的高度。這類雷達液位計的運行時間與液位距離的關系為:t=2d/c。式中c為電磁波傳播速度,c=300000km/s;d為被測介質(zhì)液位和探頭之間的距離,m;t為探頭從發(fā)射電磁波至接收到反射電磁波的時間,s。
頻差式是測量發(fā)射波與反射波之間的頻率差,并將這頻率差轉換為與被測液位成比例關系的電信號。這種液位計的發(fā)射頻率不是一個固定頻率,而是一等幅可調(diào)頻率。
2、雷達液位計的特點及主要性能參數(shù)
雷達液位計在易燃、易爆、強腐蝕性、高溫、粘稠等惡劣的測量條件下,更顯示出其的性能,特別適用于大型立罐和球罐等的測量。不同廠家液位計的性能有所差異,詳見廠家有關資料。對其性能的了解,有利于雷達液位計的正確運用。
3、雷達液位計的選型
天線是雷達液位計關鍵部件,天線的形狀決定雷達波的聚焦和靈敏度。
喇叭口天線適用于絕大多數(shù)場合,聚焦特性特別好?,F(xiàn)場許多儲罐都選用此類型天線,但不適用于腐蝕性介質(zhì)的測量。
桿式天線的安裝法蘭尺寸小,化學穩(wěn)定性好,易清洗,對冷凝水的粘附不敏感,特別適用于測量腐蝕性介質(zhì)(如硫磺)及較窄的安裝短管里進行高精度測量。
法蘭下置型天線適用于高溫介質(zhì)、腐蝕性介質(zhì)或不能在頂部安裝的環(huán)境。
拋物面天線聚焦性好,不受加熱蒸汽的影響,特別適用于帶加熱蒸汽的大型容器的罐內(nèi)測量,如渣油、瀝青等的測量,測量范圍可達40m
4、雷達液位計的安裝
盡量避免在發(fā)射角內(nèi)有造成假反射的裝置,如限位開關、溫度傳感器等。特別要避免在距離天線zui近的1/3錐形發(fā)射區(qū)內(nèi)有障礙裝置(因為障礙裝置越近,虛假反射信號越強)。若實在避免不了,建議用一個折射板將過強的虛假反射信號折射走。這樣可以減小假回波的能量密度,使傳感器較容易地將虛假信號濾出。
不可安裝于入料口的上方,以免產(chǎn)生虛假反射。
傳感器不要安裝在拱型罐的中心處(否則傳感器收到的虛假回波增強),也不能距離罐壁很近安裝,由罐的內(nèi)壁至安裝短管的外壁之間的距離應大于罐直徑的1/6。如雷達液位計定位圖1所示傳感器不要安裝在有很強渦流的地方。如:由于攪拌或很強的化學反應等,建議采用導波管或旁通管安裝方式。
若傳感器安裝在接管上,天線必須從接管伸出來,喇叭口天線伸出接管至少10ram如標準安裝圖2所示。
如果喇叭口長度小于安裝短管時,應使用天線延伸管,如加天線延伸管的安裝圖3所示。
桿式天線接管長度及直徑應根據(jù)不同廠家產(chǎn)品要求進行,桿式天線必須伸出安裝短管,如桿式天線安裝圖4所示。
關于導波管:導波管內(nèi)壁一定要光滑,直徑均勻;不得進行焊接,任何過渡段不得產(chǎn)生0.1mm的焊縫;兩排導波槽夾角180。(不是90。);導波槽寬度或孔徑zui大為管直徑1/10,去毛刺,其數(shù)量和長度不會對測量產(chǎn)生影響:兩孔之間的間距為15cm~50cm下面開口的導波管必須達到需要的zui低液位,這樣才能在管道中進行測量。通常導波管結構如圖5所示。
5、雷達液位計應用中存在的問題及解決方法
儀表的密封:電纜進線口、儀表蓋密封不嚴導致雨水或其他液體、粉塵、潮濕氣體等進入儀表內(nèi)部,引起儀表電路部分出現(xiàn)故障。因此定貨時一定要定密封接頭,并且要安裝好。必要時可訂保護蓋,把整個儀表包起來不失為一種好方法。天線結疤的處理:介電常數(shù)很小的掛料在干燥狀態(tài)下對測量無影響,而介電常數(shù)很高的掛料則對測量有影響??捎脡嚎s空氣吹掃(或清水沖洗),且冷卻的壓縮空氣可降低法蘭和電氣元件的溫度。還可用酸性清洗液定期清洗結疤,但在清洗期間不能進行測量。
實踐證明,只要選用雷達液位計時滿足技術條件、符合安裝要求,雷達液位計才能長期、可靠運行。