雷達料位計的技術原理及應用故障處理方法

2021-07-09  來自: 丹東億聯自動化設備有限公司 瀏覽次數:210

料位是工業生產中的一個重要參數。測量料位的方法有很多。根據不同的工作條件和介質,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。雷達料位計采用雷達測量技術,以其優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、易結疤等惡劣測量條件下,在工業生產中發揮著越來越重要的作用。接下來由雷達料位計的小編給大家詳細介紹一下吧!

一、原理和技術性能

雷達波是電磁波的一種特殊形式,雷達料位計利用電磁波的特殊性質來檢測料位。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。被測介質的電導率或介電常數越好,回波信號的反射效果越好。

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

雷達料位計

1、雷達料位計的基本原理

雷達料位計的組成:主要由發射接收裝置、信號處理器、天線、操作面板、顯示器、故障報警器等組成。

發射-反射-接收是雷達料位計的基本原理。雷達傳感器的天線以波束的形式發射z小于5.8GHz的雷達信號。反射的信號仍然由天線接收,雷達脈沖信號從發射到接收的運行時間與傳感器到介質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為雷達波發射到接收的間隔時間;

2、用雷達物位計測量料位的技術;

(1)新回波處理技術的應用

從雷達料位計的測量原理可知,雷達料位計是通過處理雷達波從探頭傳到介質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假回波的識別技術成為雷達料位計準確測量的關鍵因素。

(2)測量數據的處理:

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,須對檢測信號進行處理,以盡可能消除噪聲。

經過大量實驗,該數據平滑方法能夠取得令人滿意的結果。這種方法也能有效地克服罐內攪拌器對測量的影響。

(3)雷達料位計的特點:

由于雷達料位計采用了上述回波處理和數據處理技術,具有雷達波頻率高、穿透性能好的特點,因此雷達料位計的性能優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準確測量。

二、安裝應注意的問題

(1)當測量液體材料時,傳感器的軸和介質的表面保持垂直;測量固體材料時,由于固體介質會有堆積角,傳感器應傾斜相應角度。

(2)盡量避免器件在發射角度引起假反射。特別是在天線Z附近的1/3錐形發射區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)傳感器不應安裝在拱形罐的中心(否則傳感器接收到的假回波會增強),也不應安裝在離罐壁很近的地方。較佳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反應,建議使用波導管或旁通管進行測量。

(6)如果傳感器安裝在連接管上,天線須從連接管伸出。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)關于波導天線:波導內壁須光滑,下方開口的波導須達到要求的Z低液位,以便在管道中測量。傳感器的模板應與波導管開口的軸線對齊。如果測得的介電常數小于4,則需要在波導管的末端安裝一個反射板,或者將波導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料位計存在一些問題。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,料位測量值應與罐內泵聯鎖解決這一問題:將Z高料位設定值降低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、雷達料位計液泛的相應改進措施

解決這個問題的辦法是將雷達料位計改為導波管式測量。波導雷達料位計仍然安裝在原來的開口處,波導比排氣管高0.2m左右,這樣即使漿液從排氣管溢出,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,具有很高的推廣應用價值。

3、關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,雷達料位計沒有優勢,這是其應用的局限性。

4、天線結疤的處理:

低介電常數的懸掛材料在干燥狀態下對測量沒有影響,而高介電常數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痕跡,但在清洗過程中不能測量料位。

以上就是雷達料位計的小編給大家分享的內容,想要了解更多,歡迎來電咨詢我們吧!

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