雷达液位计吧

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油罐雷达液位计液位误差原因分析及改进措施 摘要：2005年某油库一座原油罐安装了雷达液位计，用于测量油罐的液位，到2010年4月份、油库完成了安全整治工程，新泵区投入运行后，雷达液位计的测量结果与真实值偏差较大，最大达到±60mm的误差，超过规定的±3mm内误差，严重影响每天算量和每月末盘库的准确性。 关键词：雷达液位计；误差；原因分析；解决措施 中图分类号：TN95文献标识码：A文章编号： 1、背景 2005年，某油库一座5万立方浮顶罐安装了新型雷达液位计，经过调试误差范围控制在规定的±3mm内。2008年底至2010年3月份，油库进行了安全整治工程，更换了新油泵。2010年4月中旬、新泵去投入运行后，发现雷达液位计的测量结果与人工检尺的偏差较大，最大达到±60mm的误差，远超规定误差，严重影响每天算量和每月末盘库的准确性。 2、雷达液位测量原理及特点 雷达?位计又称微波液位计(Radar)，是取英文词组“RAdioDetectionAndRanging”的词头字母而来的缩写词。微波物位计朝一个目标发射电磁波，电磁波井发射后返回发射源。安装在发射源处的接收器捕获到反射波，并把它与发射波作比较，确定目标的存在和它到发射源的距离。 目前市场常见的微波物位计采用的工作原理主要有FMCW（连续调频）和脉冲两种。 FMCW雷达液位计采用线性的调制的高频信号，一般都是采用10GHz或24GHz微波信号。它是一种基于复杂数学公式的间接测量方法，由频谱计算出物位距离。天线发射出被线性调制的连续高频微波信号并进行扫描，同时接收返回信号。发射微波信号和返回的微波信号之间的频率差与到介质表面的距离成一定比例关系。 脉冲雷达液位计，与超声波技术相似，使用时差原理计算到介质表面的距离。设备传输固定频率的脉冲，然后接收并建立回波图形。信号的传播时间直接与到介质的距离成一定比例。但是与超声波使用声波不同，雷达使用的是电磁波。它利用好几万个脉冲来“扫描”容器并得到完整的回波图。 雷达液位计的典型波段为5.8GHz、10GHz、24GHz。通常我们称5.8GHz（或6.3GHz）的频率为C波段微波；10GHz的频率为X波段微波;24GHz（或26GHz）的频率为K波段微波。 雷达液位计的增益系数和波束角的大小和微波的波长以及雷达液位计的喇叭口尺寸大小有关系。因此，越来越多的雷达液位计采用高频率微波技术来改善雷达液位计的性能。同时，采用高频技术后，可以在提高雷达性能的同时，大大缩小天线的尺寸，使安装更加方便。 3、常见的仪表信号干扰源 电磁兼容性已成为工业过程测量和控制仪表的一项重要性能指标。由于测量和控制仪表总是和各类产生电磁干扰的设备工作在一起，因此不可避免地受电磁环境的影响。常见的干扰源主要分外部干扰和内部干扰两大类。 3.1外部干扰 1）天体和天电的干扰 天体干扰是由太阳或其他恒星辐射电磁波所产生的干扰。天电干扰是由雷电、大气的电离作用、火山爆发及地震等自然现象所产生的电磁波和空间电位变化所引起的干扰。 2）机械的干扰 机械的干扰是指由于机械的振动或冲击，使控制仪表中的电气元件发生振动、变形，使连接线发生位移，使指针发生抖动、仪表接头松动等。对于机械类的干扰主要是采取减振措施来解决，例如采用减振弹簧、减振软垫、隔板等。 3）热的干扰 火电厂热力设备在工作时产生的热量所引起的温度波动和环境温度的变化，都会引起控制仪表的电路元器件参数发生变化，从而影响控制仪表的正常工作。 4）光的干扰 在控制仪表中广泛使用着各种半导体元件，这些半导体元件在光的作用下会改变其导电性能，从而影响控制仪表的正常工作。 5）湿度干扰 湿度过高会引起绝缘体的绝缘电阻下降，漏电流增加；电介质的介电系数增加，电容量增加；吸潮后骨架膨胀使线圈阻值增加，电感器变化；应变片黏贴后，胶质变软，精度下降等。 6）化学的干扰 酸、碱、盐等化学物品以及其他腐蚀性气体，除了具有化学腐蚀性作用将会损坏仪器设备和元器件外，又能与金属导体产生化学电动势，从而影响控制仪表的正常工作。 7）电和磁的干扰 3.2内部干扰 干扰有时也来自仪表内部，如电源变压器、导线、印刷电路、电子元件之间的电感、电容或元器件内部的噪声干扰。 4、误差原因分析及确定 4.1基础数据采集 2011年3月3日14点整开始，采用人工检尺的办法测出罐尺，再与SCADA系统上液位计所采集到的数据进行比较，比较得出雷达液位计存在±60mm的误差，对其进行探讨。 图13月3日14点整测量6#罐液位后10秒雷达液位计示
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雷达水位计采用了高达26GHz的发射频率，因而具有：
4非接触雷达，无磨损，无污染
4天线尺寸小，便于安装
4波束角小，能量集中，增强了回波能力的同时，又有利于避开干扰物
4几乎不受腐蚀、泡沫影响
4几乎不受大气中水蒸气、温度和压力变化影响
4高信噪比，即使在波动的情况下也能获得更优的性能
特征：精度高；抗干扰能力强，不受温度、湿度及风力的影响；
安装、调试简单；
应用：适用于湖泊、河道、水库、明渠、
潮汐水位、桥梁积水等水位监测
测量范围：30m
过程温度：（-40~100）℃
测量精度：±3mm
过程连接：PP/不锈钢
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测量范围:0~70m
精确度:指示±5mm
测量介质:各种液体及固体介质
输出形式:现场显示、4~20mA输出
工作压力:≤2Mpa
介质温度:≤250℃
防爆等级:ExiaⅡCT6
防护等级:IP65
材质:各种牌号不锈钢
连接方式:法兰DN80、DN100等
安装方式:顶装
雷达物位计采用微波脉冲的测量方法，并可在工业频率波段范围内正常，波束能量低，可安装于各种金属、非金属容器或管道内，对液体、浆料及颗粒料的物位进行非接触式连续测量。适用于粉尘、温度、压力变化大，有惰性气体及蒸汽存在的场合。雷达物位计对人体及环境均无伤害，还具有不受介质比重的影响，不受介电常数变化的影响，不需要现场校调等优点，不论是对工业需要，还是对顾客经济实惠的考虑，都是不错的选择。
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图1导波雷达液位计顶装安装图
2.2外置测量筒式安装
导波杆顶装在测量筒的上端，测量筒再与容器连接，一般测量筒的侧侧接口的距离就是设计要求的测量范围。安装图如图2所示。
图2外置测量筒式安装
2.3安装注意事项
1）保护探头顶部连接的塑料帽在最后安装传感器之前不要取走。
2）在传感器的过程连接上不要使用任何的密封黏合剂或TFE胶带，该连接处是使用Viton环密封。
3）注意保护探头顶部的高频连接干燥清洁，必要时可用酒精擦拭，用棉签擦干。
4）传感器和探头部分的连接，随手上紧后，再用扳手上紧1∕4到1∕2圈。
3工况条件的故障排除
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