導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的技術(shù)原理及其應(yīng)用故障處理方法：

　　一.概述

　　物位是工業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)重要參數(shù)。有許多測(cè)量料位的方法。對(duì)于不同的工作條件和介質(zhì)，可以使用不同測(cè)量原理的物位計(jì)。幾種常用的料位測(cè)量?jī)x器，如吹氣法、靜壓式、浮球式、重錘式和超聲波，都有各自的特點(diǎn)和適用范圍。雷達(dá)料位流量計(jì)采用先進(jìn)的雷達(dá)測(cè)量技術(shù)，以其優(yōu)異的性能，特別是在攪拌、高溫、大蒸汽、強(qiáng)介質(zhì)腐蝕性、易結(jié)疤等惡劣的測(cè)量條件下，顯示出其性能，在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

　　二、原理和技術(shù)性能

　　雷達(dá)波是電磁波的一種特殊形式，它利用電磁波的特殊性質(zhì)來(lái)探測(cè)物質(zhì)的水平。電磁波的物理特性類(lèi)似于可見(jiàn)光，其傳播速度相當(dāng)于光速。其頻率為300兆赫至3000千兆赫。電磁波可以穿透空間蒸汽和灰塵等干擾源，遇到障礙物時(shí)容易被反射。被測(cè)介質(zhì)的電導(dǎo)率或介電常數(shù)越好，回波信號(hào)的反射效果越好。

　　雷達(dá)波，頻率越高，發(fā)射角越小，單位面積能量(磁通量或場(chǎng)強(qiáng))越大，波的衰減越小，導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量效果越好。

　　1.導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的基本原理

　　雷達(dá)液位計(jì)：主要由發(fā)射和接收裝置、信號(hào)處理器、天線(xiàn)、操作面板、顯示器、故障報(bào)警器等部分組成。

　　發(fā)射-反射-接收是雷達(dá)液位計(jì)的基本原理。雷達(dá)傳感器的天線(xiàn)以波束的形式發(fā)射Z小于5.8GHz的雷達(dá)信號(hào)。反射信號(hào)仍然被天線(xiàn)接收，雷達(dá)脈沖信號(hào)從發(fā)射到接收的運(yùn)行時(shí)間與傳感器和介質(zhì)表面之間的距離以及物體的高度成正比。

　　也就是說(shuō)，h=hvt/2，其中h是物料水平。h是波谷高度;v是雷達(dá)波速度;t是雷達(dá)波發(fā)射和接收之間的間隔;

　　2 雷達(dá)料位物位測(cè)量?jī)x的先進(jìn)技術(shù)：

　　(1)新回波處理技術(shù)的應(yīng)用

　　從導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量原理可知，導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)通過(guò)處理雷達(dá)波從探頭發(fā)射到介質(zhì)表面然后返回探頭的時(shí)間來(lái)測(cè)量料位。反射信號(hào)中混合了許多干擾信號(hào)。因此，真實(shí)回波的處理和各種虛假回波的識(shí)別技術(shù)成為導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量的關(guān)鍵因素。

　　(2)測(cè)量數(shù)據(jù)處理：

　　由于液位波動(dòng)和隨機(jī)噪聲的影響，檢測(cè)信號(hào)中混入大量噪聲。為了提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性，對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理，以盡可能消除噪聲。

　　經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，該數(shù)據(jù)平滑方法能夠取得令人滿(mǎn)意的結(jié)果。該方法還能有效克服槽內(nèi)攪拌器對(duì)測(cè)量的影響。

　　(3)導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的特點(diǎn)：由于雷達(dá)液位計(jì)采用了上述先進(jìn)的回波處理和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，并且雷達(dá)波具有頻率高、穿透性能好的特點(diǎn)，因此雷達(dá)液位計(jì)的性能優(yōu)于接觸式液位計(jì)和類(lèi)似的非接觸式液位計(jì)。

　　(1)可在惡劣條件下連續(xù)測(cè)量。

　　(2)操作簡(jiǎn)單，調(diào)試方便。

　　(3)準(zhǔn)確、安全、節(jié)能。

　　無(wú)需維護(hù)，可靠性強(qiáng)。

　　幾乎所有的介質(zhì)都可以測(cè)量。

　　三、安裝應(yīng)注意的問(wèn)題

　　(1)當(dāng)測(cè)量液體材料時(shí)，傳感器的軸和介質(zhì)的表面保持垂直;當(dāng)測(cè)量固體材料時(shí)，因?yàn)楣腆w介質(zhì)會(huì)有一個(gè)堆積角，所以傳感器應(yīng)該傾斜一定的角度。

　　(2)盡量避免裝置在發(fā)射角造成錯(cuò)誤反射。特別是，有必要避免在天線(xiàn)Z附近的1/3錐形發(fā)射區(qū)域中存在障礙物設(shè)備(因?yàn)檎系K物設(shè)備越近，寄生反射信號(hào)越強(qiáng))。如果無(wú)法避免，建議使用折射板將過(guò)強(qiáng)的假反射信號(hào)折射掉。這樣，可以降低虛假回波的能量密度，并且傳感器可以更容易地濾除虛假信號(hào)。

　　(3)避開(kāi)進(jìn)料口，避免誤反射。

　　(4)傳感器不應(yīng)安裝在拱形儲(chǔ)罐的中心(否則傳感器接收到的虛假回波會(huì)增強(qiáng))，也不應(yīng)安裝在靠近儲(chǔ)罐壁的位置。z安裝在容器半徑的1/2處。

　　(5)避免安裝在強(qiáng)渦流的地方。例如，由于攪拌或強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)，建議使用導(dǎo)波管或旁通管進(jìn)行測(cè)量。

　　(6)如果傳感器安裝在連接管上，天線(xiàn)從連接管伸出。喇叭天線(xiàn)伸出連接管至少1010毫米。棒狀天線(xiàn)連接管的長(zhǎng)度z大于100或250毫米。噴嘴直徑z小250毫米。噴嘴的直徑可以增加，以減少?lài)娮飚a(chǎn)生的干擾回波。

　　(7)關(guān)于波導(dǎo)天線(xiàn)：波導(dǎo)內(nèi)壁光滑，開(kāi)口較低的波導(dǎo)達(dá)到要求的Z低液位，以便在管道中進(jìn)行測(cè)量。傳感器的模板應(yīng)與波導(dǎo)管開(kāi)口的軸線(xiàn)對(duì)齊。如果測(cè)得的介電常數(shù)小于4，應(yīng)在波導(dǎo)管的末端安裝一個(gè)反射板，或者將波導(dǎo)管的末端彎曲成一個(gè)彎曲，以折射容器底部的反射回波。

　　四.應(yīng)用中存在的問(wèn)題及解決方法

　　在某些工作條件下使用的雷達(dá)液位計(jì)由于傳感器的安裝位置和條件不合適而存在一些問(wèn)題。我們將提出以下解決方案供您參考。

　　1.探頭結(jié)疤和頻繁故障的解決方案

　　一種方法是增加探頭的安裝位置，但有時(shí)當(dāng)安裝條件有限且無(wú)法改善時(shí)，應(yīng)采用料位測(cè)量值與罐內(nèi)泵聯(lián)鎖的方法來(lái)解決這一難題：將Z高料位設(shè)定值降低約0.5m，當(dāng)料位達(dá)到Z高值時(shí)，可停止進(jìn)料泵或啟動(dòng)出料泵。2.改善導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)水災(zāi)的措施

　　解決這個(gè)問(wèn)題的辦法是把導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)變成導(dǎo)波管測(cè)量。導(dǎo)波管導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)仍安裝在原開(kāi)口處，導(dǎo)波管高出排氣管約0.2m。因此，即使泥漿從排氣管溢出，料位儀天線(xiàn)也不會(huì)被泥漿淹沒(méi)，并且避免了攪拌器渦流和來(lái)自探頭的大量蒸汽的干擾，從而減少了對(duì)探頭的損壞。同時(shí)，由于導(dǎo)波管良好的聚焦效果，接收到的雷達(dá)波信號(hào)更強(qiáng)，達(dá)到了良好的測(cè)量效果。導(dǎo)波管測(cè)量方法的使用可以改善儀表的測(cè)量條件和測(cè)量性能，具有很高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

　　3.泡沫對(duì)測(cè)量的影響;

　　干泡沫和濕泡沫可以反射回雷達(dá)波，對(duì)測(cè)量沒(méi)有影響。中性泡沫會(huì)吸收和擴(kuò)散雷達(dá)波，從而嚴(yán)重影響回聲的反射，甚至沒(méi)有回聲。當(dāng)介質(zhì)表面厚且泡沫厚時(shí)，測(cè)量誤差大或無(wú)法測(cè)量。在這種情況下，導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，這是其應(yīng)用的局限性。

　　4.天線(xiàn)結(jié)疤的處理：

　　在干燥狀態(tài)下，極低介電常數(shù)的懸掛材料對(duì)測(cè)量沒(méi)有影響，而極高介電常數(shù)的懸掛材料對(duì)測(cè)量有影響。壓縮空氣可用于吹掃(或沖洗)，冷卻的壓縮空氣可降低法蘭和電氣部件的溫度。堿性結(jié)疤也可以用酸性清洗液清洗，但在清洗過(guò)程中不能進(jìn)行液位測(cè)量。

　　V.結(jié)束語(yǔ)

　　導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)物位測(cè)量?jī)x是目前各種物位測(cè)量?jī)x器中應(yīng)用范圍廣、測(cè)量方便、維修方便的一種。隨著其價(jià)格的進(jìn)一步降低和性?xún)r(jià)比的提高，其應(yīng)用將越來(lái)越，并在物位測(cè)量中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。本文對(duì)其進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述，旨在讓廣大維修人員更好的使用和掌握它，希望能給大家提供一些參考和幫助。