WOGA-RLM8263KTV2LMA雷达料位计公司
工业环境中的抗干扰设计
工业现场存在蒸汽、粉尘等干扰因素,雷达传感器通过频率调制(FMCW)和数字滤波技术增强信噪比。某水泥厂应用案例表明,80GHz传感器在粉尘浓度100g/m³时仍保持可靠检测,而26GHz型号已出现信号衰减。双雷达互补系统可消除搅拌器叶片造成的虚假回波,检测准确率提升至99.5%。最新自适应算法能自动识别并屏蔽固定障碍物(如扶梯)的干扰反射,安装灵活性提高30%。EMC设计满足工业4级标准,可抵抗1kV/1MHz高频干扰。
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参数: 工作频率:100MHZ-1.8GHZ
测量范围:缆式:0-30m;杆式、双杆式、同轴管式: 0-6m;
重复性:±2mm
分辨率:1mm
输出电流信号:4-20mA
:<0.1%
通讯接口: HART 通讯协议
过程连接: G11/2A螺纹
法兰DN50,DN80,DN100,DN150,DN200,DN250
过程压力: -0.1-2MPa
电源: 电源:24VDC(±10%),纹波电压:1Vpp
环境条件: 温度-40℃~+70℃
外壳防护等级: IP67
防爆等级: EXia IIC T6
两线制接线: 仪表供电和信号输出共用一根两芯屏蔽电缆线
电缆入口:2个M20*1.5或1/2NPT(电缆直径5--9mm)
导波雷达液位计的技术参数如下:
精度 液体:量程小于15m时,±5mm;量程大于15时,测量值5mm±0.05%
温度 飘移 0.01%/℃,重复性 2mm,介质温度 -50~250℃,法兰温度 -30~200℃/-30~150℃,防爆型环境温度 -30~60℃/-30~55℃,防爆型耐压 40bar,表头显示 LCD,可选标准输出 4~20mA/HART,故障诊断输出 22mA,供电 18~35VDC/ 小于28VDC,防爆型外壳材料 铸铝还氧涂层,防护等级 NEMA(IP65),防爆 ATEX II 1G 或II 1/2 D T 100℃ EEX ia II C T6...T3或EEX ia II B T6...T3,重量 2Kg(无探头)
文章结合导波雷达液位计在环己烷罐液位测量应用及故障处理实例,总结了导波雷达液位计维护经验工仪表供参考和借鉴。
设备简介及工艺生产状况
1、设备简介
昌晖导波雷达液位计由雷达变送器和导波探杆两部分构成,为两线制仪表。导波雷达变送器匹配的探杆形式有同轴杆式、防腐蚀护套杆式和单缆式三种。
导波雷达液位计的高频振荡器周期性发射低功率毫微秒级微波脉冲,通过浸入工艺介质的探杆引导雷达波脉冲向下传导,当雷达脉冲抵达具有不同介电常数的介质接触界面时,部分能量被反射回变送器。反射强度取决于被测产品的介电常数。介电常数越高,反射强度越大。根据发射脉冲(参考脉冲)与接受到反射脉冲之间的时间差被换算成距离,由此计算出总体液位或界面位置。计算公式为:L=C×t/2,公式中L为基准面到液面间的距离,单位为m;C为雷达波传递速度,单位为300000km/s;t为雷达波从发射到接收反射回波的时间间距,单位为s。
传感器接收到微波有固定回波、界面反射波及其他杂波。一般通过设置阈值参数、介电常数、灵敏度来屏蔽掉固定回波及杂波,从而测量的准确。导波雷达液位计为智能型仪表,带有HART通讯功能、回路测试功能及自诊断功能。
2、工艺生产状况
以醇酮装置罐体04LT2102导波雷达液位计为例 。04LT2102用于测量原料罐罐体液位,其测量值传递到DCS系统后,系统里的自动调节回路根据工艺条件的变化对罐体原料液位进行调节,目前大部分石化装置的罐体液位测量都采用导波雷达液位。
导波雷达液位计典型故障分析处理
故障一:参数设置错误,仪表出现问题
由于导波雷达液位计安装后不具备调试条件,售后服务人员采用“盲设定”方法(即不需要实际介质、根据仪表设计数据表的介质物理参数直接标定的方法)设置仪表参数,到醇酮装置水联运时,发现部分导波雷达液位计指示不准。
分析处理:按照经验,先检查导波雷达液位计参数设置。通过HART475与变送器通讯后查看参数设置情况,经过检查导波雷达液位计常用参数设置,发现该仪表参数设置错误,修正参数后观察一段时间后指示正常无误。
故障二:导波管上部憋压,导致管内页面不能上升
在现场共有5台导波雷达液位计在液位升到一定值后变化缓慢直到液位无变化,而现场确认容器内连续进料,现场磁翻板液位计液面仍在上升。
分析处理:首先检查确认导波雷达液位计的参数设置正常,排除仪表参数设置的故障问题。然后,检查仪表安装现场,仔细观察发现,导波雷达液位计为顶部安装,容器为常压,为了达到较好的使用效果,在容器内设计了DN80的导波管。在打开连接法兰时,发现液位计导波管内带压,此时液位变化正常。由此判断导波管上部憋压,导致液位上升到一定位置后不能再上升了。在水联运后确认判断正确,开气相补偿孔处理后液位计工作正常。
故障三:导波雷达液位计钢缆碰壁
在装置开工投料过程中,发现导波雷达液位计波动较大,在20%-65%之间跳变。再次确认导波雷达液位计参数设置正确。通过对一次表及传感器进行联校,参数指示正常,排除一次表及传感器的故障。
分析原因:
①出料泵P41105设计功率较大,在投料过程或装置进入状态时,出料泵回流量达到240m3/h左右,而导波雷达液位计为单缆式,造成导波缆绳摆动过大而碰壁。同时有导波缆绳下挂重锤配重太轻的可能。
②固定在容器内的DN80导波管过长,达9米,可能存在受力后弯曲,导致导波缆绳离管壁距离过近,容易碰壁。
处理措施:由于容器无现场液位计,装置生产需要,决定采用临时测量手段解决过程液位测量问题,采取在容器及所附设备上取静压的方式满足生产,如图1所示。考虑容器内密封氮气压力恒定,停车退料泵P41103在生产时不使用,在其出口处采用现场差压变送器表取压力,在DCS系统上显示液位,同时在现场YR-ER101差压变送器面板上交替显示液位与压力。等到装置停车改造时校正导波管,并增加导波管支撑,增加重锤配重后。再次开车确认导波雷达液位计工作正常。
图1 环己烷罐进出料工艺流程图
导波雷达液位计是一种适应性强,安装调试方便,维护工作量小的优秀智能仪表。可以广泛应用与石油化工生产的容器液位测量,其测量效果也是比较显著。在实际应用中,应该注重过程的维护,严格按照 《导波雷达液位计使用说明书》进行安装操作,以免引起重大事故的发生。
点击图片进入导波雷达液位计选型页面
导波雷达液位计维护经验
下面昌晖仪表总结几点维护经验仅供技术人员的参考:
1、反复了解工艺流程,联系DCS控制系统,准确设置导波雷达液位计参数。
2、熟悉导波雷达液位计本身的性能,了解其结构特征及现场使用的环境。
3、充分分析导波雷达液位计安装的实际工艺情况,区分是工艺的原因还是仪表本身的原因。
4、在现场处理时,将导波雷达液位计与同一罐体其他液位仪表进行分析比对,增加故障判断的依据,可以有效提高导波雷达液位计故障处理的速度和准确度。在没有其它液位仪表时,建议增设,比较重要的地方除了要求采取现场指示外还应该同时增加远传功能,如采用双法兰液位计或磁翻板液位计。
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目前,海上平台常用的液位测量仪表主要有导波雷达液位计、喇叭口雷达液位计等几种测量方法。每种测量方法价格差异较大,且都有一定的适用范围和条件。其中一些仪表虽然本身适用粘度范围有限,但是经过处理或者设计后,也可以获得更广泛的适用粘度范围,从而避免了选择价格更高的测量仪表。通过对海上平台常用液位测量仪表进行详细研究,通过合理化选型,一方面实现了佳的测量效果,另一方面有效地减少了工程投资。
1、导波雷达液位计
导波雷达也称时域反射或微功率脉冲雷达,安装在储罐或旁通管的顶部,有杆式和缆式两种形式,考虑到受罐顶安装空间的限制,海洋平台一般选用导波缆配重锤的形式。低能脉冲微波以光速沿导波杆/缆向下发送,在导波杆/缆与液位(空气/液体界面)的交点处,有相当大比例的微波能量通过导波杆/缆反射回变送器,变送器对发射信号和接收的回波信号之间的时间差进行测量,然后板载微处理器利用公式:距离=(光速×时间差)/2,即可实现对液面上方高度进行计算,从而得出罐内液位值。
导波雷达液位计通过在导波杆/缆上进行涂层处理,通过软件滤除油膜覆盖造成的干扰的方式,部分产品可以实现8000cp及以内粘度范围总液位的测量。在粘度较大工况下,不建议使用导波管进行限位。
优点:对波动较大介质的测量更稳定,不受介电常数高低的限制,信号相对稳定。
缺点:安装维护不太方便,有时需要在罐体加装导波管。
2、喇叭口雷达液位计
喇叭口雷达液位计是利用超高频电磁波经天线向被探测容器的液面照射,当电磁波碰到液面后反射回来,仪表检测出发射波及回波的时差,从而计算出液面高度。由于喇叭口雷达天线与被测介质互不接触,所以可以有效避免高粘工况对测量的影响,理论上不受介质粘度的影响。
优点:精度较高,采用非接触式测量,不受介质粘度的限制,体积较小,安装方便。
缺点:天线容易沾上测量介质、结晶或水蒸气,需要进行定期检查和清理。为避免漂浮物影响测量结果,需要在罐体加装导波管。
导波雷达液位计是化学工业中的液位计。 从导波雷达发出的高频微波脉冲沿着感知单元(钢丝绳或钢棒)传播,遇到被测定介质,介电常数急变而引起反射,脉冲能量的一部分被反射。 发射脉冲和反射脉冲的时间间隔与被测量介质的距离成比例。 导波雷达液位计是基于这个原理开发的。
导波雷达液位计的优点
1 .功耗低。 GWR输出给导波探测器的信号能量小,是正常雷达发射能量[1mW]的约10%约0.1mW]。 这是因为导波为从信号到液面的往返传输提供了有效的通路,使信号衰减保持在限度,能够测量介电常数低的介质液位,而且导波雷达的功耗小,所以采用回路电力而不是单独的交流电力,大幅度节省了安装费用。
2 .由于信号在导波中传播不受液面变动和罐中的障碍物等的影响,所以计量器接收的返回信号的能量相应强,约为发射的能量的20% (既定的0.02mW] ),而且返回信号中的干扰性杂波信号小,除测量信号外
3 .介电常数的变化对测量性能没有明显的影响。 导波雷达和普通的雷达一样,使用传输时间测定介质液位,从烃类[介电常数2~3]液体表面或水[介电常数80]面反射回来的时间相同,不同的只是信号宽度[强度]的不同。 普通雷达考虑介质的影响,比较回来的各种信号很难从杂波信号中检测出真液位信号,但是导波雷达只需要测量电磁波的传输时间,不需要信号的处理和识别。
4、光速的电磁波一定,不需要为了改变仪表范围而进行移动,不需要现场标定,只要在现场输入相关参数就可以使用。 多个仪表在检查台几分钟就完成了构成调整,构成时,需要连接24VDC的电源,提供每个罐的测定参数。
5 .介质密度的变化不影响测量,介质密度的变化影响浸渍在介质中的物体受到的浮力,但电磁波在导波中传播的影响没有。
6、雾和泡沫对测量没有影响,电磁波不会在空间中传播,雾不会引起信号衰减,泡沫也不会散射信号而失去能量。
7 .介质在导波上的沉积和污染对液位测量的影响小。 介质对探针的污染对测量液位的影响分为膜状污染和桥2种。
膜状污垢是液面水平下降时,高粘度液体或轻油浆在探针上形成的被复层。 由于这种污垢均匀地涂复在探针上,因此对测量几乎没有影响,但是架桥性污垢的形成会引起明显的测量误差,块状或条纹状的介质污垢附着在导波体上,或者桥接在两个导波体之间,在这一点上就能测量假液位。 导波雷达液位测量技术的进一步发展可以减少或消除这种测量误差。8、导波雷达水平计的价格基本上与其他常用的水平测量仪(例如,浮动水平计等)等同,远低于正常交流电力、电磁波在空间中传播的正常雷达水平计。
导波雷达液位计的功能特性
用导波雷达液位计测量液位是合适的方法
导波雷达液位计测量不受水箱形状的影响
导波雷达液位计不受介电常数、温度、压力、密度的影响
不受仓库表面变动、粉尘、蒸汽、泡沫的影响
导波雷达液位计的测量长度可以灵活改变,不需要标定
测定结果为高精度、再现性、高分辨率
测量范围是二十四米
适用介质温度范围-50 600
适用压力范围为40bar
导波雷达液位计有多种探针类型和材质
可以选择数字显示
导波雷达液位计的安装
1 )顶部直接安装,导波雷达的导波杆直接安装在容器的上端,安装方式有螺钉和法兰两种,一般插入容器内部的导波杆的长度在设计要求的测量范围内。
2 )安装测量筒,导波雷达的导波杆安装在测量筒的上端,测量筒连接到容器上,一般测量筒的侧方连接口的距离在设计要求的测量范围内。
导波雷达液位计原理
从波雷达发射的高频微波脉冲沿着探测单元传播,遇到被测量介质,介电常数急剧变化,引起反射,部分脉冲能量被反射回来。 所述发射脉冲和反射脉冲的时间间隔与被测量介质的距离成比例。
在容器中存在两种不同的介质,上层介质的介电常数小,下层介质的介电常数大的情况下,当高频微脉冲沿探针向上层介质传播时,由于该介电常数小,所以少的能量在该层的界面反射,大部分能量在上层的因此,导波雷达是一种可以测量两种不同介质的接口,其测量条件是上层介质不导电,或者介电常数比下层介质小10以上。