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雷达液位计在罐区中的使用说明

    以前罐区经常采用的液位计主要有伺服式液位计、钢带式液位计、磁致伸缩液位计等几类,他们都属于接触式的测量原理,对于原油这种较粘稠的介质,采用接触式测量容易造成挂壁粘附测量元件的现象,而且测量精度也较低,故障率较高。而雷达液位计由于采用了非接触式的测量原理,具有高度的可靠性和稳定性,而且操作简单、维护方便,在化工罐区罐中得到了广泛的应用。
    雷达液位计的工作原理及影响测量的因素
    1.1雷达液位计的工作原理
    雷达液位计通过天线发射脉冲,脉冲的时间行程可以直接返回到不受温度影响的石英振荡器。在脉冲时间行程方法中,测量系统以固定的带宽发射出某一固定频率(即载波频率)的脉冲,在介质表面反射后由接收器接收。公式如下:
    D=Δt*C/2(1)
    其中D—测量系统至介质表面的距离,m;
    Δt—脉冲的时间行程,s;
    C—电磁波传播速度,C=300000km/s。
    根据公式(1),转换电路再将测量信号转换成实际的距离,以及标准4-20ma信号。
    在时间行程测量中,只要由石英晶体控制的载波脉冲发射频率稳定,就可以保证测量的稳定性。石英晶体经过特殊筛选,在整个计量交接允许的温度范围内(-20℃—60℃)其频率变化不超过10ppm。雷达对温度稳定的要求也不高。
    1.2影响雷达液位计测量的因素
    在理论上影响雷达液位计测量的因素有很多,如:
    (1)罐内障碍物的干扰反射;
    (2)安装短管内的阻抗跃变;
    (3)由罐壁、罐顶及罐底引起的多次反射;
    (4)仪表内部及天线连接处的阻抗跃变;
    (5)电磁波的时间行程发生了变化;
    (6)导波管内径变化等因素引起的电磁波传播方式的变化等等。
    但是,从雷达液位计在罐区的实际应用中我们发现,影响测量的*突出、*明显因素是导波管挂壁现象对电磁波能量分布的影响,进而影响测量。
    2.1喇叭式天线雷达液位计在原油罐中的应用
    我们曾经将带喇叭天线的雷达安装在支架上测量其浮顶,但由于浮顶本身在上下移动的过程中存在着摆动、变形等现象,所以测量效果一直不是太理想。另外由于原油是一种粘度较大的介质,当其从高液位下降到低液位时,会在导波管内产生严重的挂壁现象,影响测量效果。
    2.2平面式天线雷达液位计在原油罐中的应用
    为了克服挂壁现象对测量的影响,华江自动化研发了一种平面式天线,它能够动态平衡电磁波能量的方向,使其不触及管壁。这种平面式天线所发射的电磁波的能量集中在导波管的中心,与管壁接触部分能量很小,因此其受不平整的管壁的影响也较小。另外,为了克服浮顶本身在上下移动过程中的摆动、变形等因素对测量的影响
    3结论
    在罐区中,原油这种介质粘附力特别强,所以我们采用雷达液位计这种非接触式测量。而普通的喇叭天线雷达液位计,挂壁现象极易对其测量造成影响。通过改进我们采用平面式天线(能够动态平衡电磁波能量)的雷达液位计,就有效的解决了挂壁对其测量造成的影响,提高了测量精度和可靠度。
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