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      技術文章

      淺談雷達液位計故障處理與分析

      發布日期:2022-03-17  來源:  作者:  瀏覽次數:
      【導讀】:由于雷達液位計工作的特殊性,智能雷達液位計需要在強腐蝕環境下連續工作,這就大幅度提高了智能雷達液位計故障發生的概率,文章結合江西藍 恒達化工有限公司液氯儲槽應用實例,淺談雷達液位計故障的成因及處理措施。......

       摘 要:雷達液位計能夠精確測量易燃、強腐蝕性等介質液位,同時具有連續測量精度高的優點,同時還具有 非接觸式以及測量范圍大等特點, 因此這種測量儀表在化工工業中得到了非常廣泛的應用。 由于其工作的特殊性,智能雷達液位計需要在強腐蝕環境下連續工作,這就大幅度提高了智能雷達液位計故障發生的概率,文章結合江西藍 恒達化工有限公司液氯儲槽應用實例,淺談雷達液位計故障的成因及處理措施。

       
      1、智能雷達液位計的工作原理及現場應用
      雷達液位計的基本測量原理是由發射、 反射、 接收組成的,雷達傳感器的天線以波束的形式發射雷達信號,采用微波脈沖的測量方法,不同的距離 對應不同的物位,反射回來的回波信號仍由天線接 收,雷達的信號適宜連續的、非接觸的脈沖信號,能 夠在金屬的容器內正常運行。 通常來說,微波脈沖 的發射時間間隔 1S,頻率為 2.5MHz,反射回來的信號會反映在回波圖上,回波圖能夠在極短的一瞬間 將回波信號進行放大、定位,然后精確細致的分析處理這些信號。 智能雷達液位計發射的微波脈沖的能力很低,不會威脅到人體的健康,要求能夠在各種金 屬與非金屬容器內傳播,不僅可以測量立罐內的液位,還能針對顆粒、漿料的液位進行連續測量,是一 種適用性很強的液位計。 一般來說,智能雷達液位計是 由發射器和天線組成,不同的型號,所采用的接收器與天線都存在著一定的差異。 天線是雷達傳感器 的眼睛,決定了智能雷達液位計的實際應用效果。 因此, 要根據實際的測量對象,選擇不同的天線系統。 一 般來說,天線的類型由天線的外形和微波的靈敏度 決定。 江西藍恒達化工有限公司采用的是西門子SITRANS LR250 型智能雷達液位計,SITRANS LR250 型智能雷達液位計具有 25GHz 脈沖雷達物位變送器。 本次雷 達 液 位 計 安 裝 在 高 2.4m、 長 0.96m、 材 質 為16MnR 的橢圓臥式罐上,經初步設置參數后,液位計在試運行期間發現液位在較低時波動較大并且 有時出現無信號現象。 
       
      2 智能雷達液位計低液位時不準原因分析
      2.1 在與液位計廠家技術交流溝通后, 并結合現場實際運行工況,初步分析,造成低液位不準確的原 因:
      2.1.1 本次安裝液位計由于是利用原有孔洞,原有孔 洞立管高度為 80mm, 而智能雷達液位計為 50mm 直徑 的,導致噪音基線高,真實測量信號信噪比下降。
       
      2.1.2 由于測量的是橢圓臥式罐, 底部回波復雜,罐 底呈弧形,天線發射的雷達波經金屬弧面多次反射后匯集在弧頂,由于是多次反射,時間較真實回波 的反射時間較長,這樣就會產生多個低于真實液位 回波的虛假回波, 而且鋼板的反射效果比液氯好,虛假回波強于真實回波,導致液位計測量錯誤。
      2.1.3 液氯介電常數不高,從而影響介質表面對電磁波的吸收(反射)率,致使真實回波信號強度低。
       
      2.2 針對上述情況采取了如下解決辦法
      2.2.1 現場修改立管高度, 依據立管的非常大長度/直徑比為 1:1,立管的高度修改為 50mm,這樣提高真實測量信號信噪比。
       
      2.2.2 TVT(動態回波抑制曲線)調整有差異,前期調 試時應用的是自動 TVT,經過觀察發現抑制效果不 佳。 由于測量的是橢圓臥式罐,并且材質是 16MnR, 其回波要遠遠大于液氯反射回來的回波,故造成液 位在底部時出現了多重回波增加,這樣儀表在進行 微波回波時間的處理時,程序會將一束時間行程較 大的回波進行錯誤的識別,以為這個回波才是測量 回波,從而導致計算出來的上空距離出現差錯。 針 對這種情況,經過與液位計廠家技術溝通后,決定 使用手動修改 TVT 參數對其進行虛假回波的抑制, 整個量程范圍一共分為 40 個點位, 根據 DCS 系統趨勢分析 1~18 點位(高液位)時趨勢平穩,故略微下調 TVT 參數提高信號可信度。 19~38 點位(中低 液位) 時信號比較弱為了增強信號可信度, 故將TVT 參數修改更低,39~40 點位(特殊點位)時由于金屬罐底回波太強超過實際液位回波, 故提高 39~40 的 TVT 參數, 低于 39~40 的 TVT 的回波都不會 被接收,這樣屏蔽了金屬罐底的虛假回波。
       
      2.2.3 由于現場液氯介電常數不高,在儀表參數中材 料一項選擇低介電常數液體,這樣液位計的反射性 更好,信號也得到增強,同時結合現場進出料的速 率, 修改相應速率由原來的 0.1m/min 修改為 0.5m/min。
       
       3 優化前后的效果
      3.1 優化前的液位趨勢
      優化前液位趨勢
      3.2 優化后的液位趨勢
      優化后的液位趨勢
      3.3 由圖 1 可見, 液位計在未做優化前液位在 20%時,出現較大的鋸齒波動并且還出現間斷性無液位 現象。 發現圖 1 現象后現場通過更改原有液位計的 立管高度及調整儀表參數后, 由圖 2 可見液位在12%時也未發現鋸齒波動且液位趨勢較好, 達到了 運行要求,目前智能雷達液位計運行正常。 
       
      4 結束語
      智能雷達液位計測量利用飛行時間原理確定到液 位表面的距離。 設備發出信號后等待回波,通過時 間與到液位表面的距離成正比來計算液位的高度。
       
      雷達液位計能否正確測量, 主要依賴于回波的信 號。 因此,為了確保智能雷達液位計所測量的準確性,同 時也為了確保生產過程的安全性,技術人員要對生產現場深入了解,同時對智能雷達液位計技術不斷的學習和總結,這樣才能確;夭ㄐ盘柕臏蚀_性,降低智能雷達液位計的故障率, 保證智能雷達液位計的高精度、 高可靠的穩定運行。

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