雷達液位計維修總結
雷達液位計的工作原理及結構
雷達液位計由發(fā)射和接收裝置、信號處理、天線(xiàn)、顯示等部件組成，雷達液位計外形如下圖所示。
其采用發(fā)射→反射→接收的工作模式。雷達液位計的天線(xiàn)發(fā)射出電磁波，這些波被對象表面發(fā)射后，再被天線(xiàn)接收，電磁波從發(fā)射到接收的時(shí)間與到液位的距離成正比，電磁波的傳輸速度為常數，則可算出液位到雷達天線(xiàn)的距離，從而知道液位的實(shí)際高度。
雷達液位計故障檢查判斷及處理
根據現場(chǎng)經(jīng)驗，雷達液位計本身出故障的概率并不高，大多數故障都是由于現場(chǎng)使用環(huán)境惡劣引發(fā)的；在檢查處理故障中應先對現場(chǎng)的儀表及部件進(jìn)行檢查，必要時(shí)進(jìn)行整改，如改善雷達液位計的安裝方式及條件，都會(huì )減少故障的發(fā)生。
(1)液位有變化但顯示為一固定值不變化
當容器將排空或將滿(mǎn)時(shí)，雷達液位計仍輸出一個(gè)明顯與液位變化不相符的信號，容器內液位將滿(mǎn)時(shí)顯示仍為一個(gè)低液位值。產(chǎn)生該故障的原因如下。
①雷達液位計天線(xiàn)或天線(xiàn)附近有附著(zhù)物，會(huì )產(chǎn)生干擾回波，天線(xiàn)上積聚有過(guò)多的污物會(huì )對微波產(chǎn)生強烈的反射，使雷達液位計顯示一個(gè)固定的高液位值。只要清理天線(xiàn)和天線(xiàn)附近的污垢及附著(zhù)物，并擦拭發(fā)射天線(xiàn)后，故障大多能消除。
②罐內有障礙物或固定物件，導致微波會(huì )有很強的反射，此時(shí)查看回波強度的數值都較大。故障大多發(fā)生在空罐狀態(tài)時(shí)，先試用軟件進(jìn)行處理，目的就是抑制干擾回波，屏蔽虛假信號。注冊干擾回波，把當前所測的回波作為虛假回波注冊到回波列表中，注冊后障礙物或罐內固定物件會(huì )引起干擾回波或者采用“近現場(chǎng)抑制”功能來(lái)消除故障，通過(guò)設置近現場(chǎng)抑制距離，使儀表將此范圍內的回波注冊為干擾回波不進(jìn)行測量。安裝法蘭的焊縫、天線(xiàn)或天線(xiàn)附近有掛料，效果較好。最有效的措施是重新選擇雷達液位計的安裝位置，或與工藝聯(lián)系對罐內障礙物或固定物件進(jìn)行整改，以杜絕故障的發(fā)生。
(2)液位顯示有偏差
液位顯示為一固定偏差時(shí)，先檢查罐高的設置是否正確，使雷達液位計的零點(diǎn)與工藝的參考零點(diǎn)一致。還應檢查標尺液位與上位機的量程是否相同，不知道顯示儀的量程時(shí)，可通過(guò)雷達液位計動(dòng)態(tài)設置的試驗功能，使雷達液位計分別輸出 4mA 和 20mA 查詢(xún)來(lái)解決。先核實(shí)罐的高度，再檢查基本參數的設置是否與罐高一致?？蓴嚯娭貑⒃囋嚹芊窕謴驼?，否則只有拆下發(fā)射頭檢查天線(xiàn)上是否附有冷凝水，有冷凝水或污物，將其清理及擦干凈，再安裝上觀(guān)察是否正常，必要時(shí)進(jìn)行一次回波搜索。
(3)液位顯示波動(dòng)
工藝液位正常，可通過(guò)修改雷達液位計時(shí)間常數，增加雷達液位計的阻尼時(shí)間來(lái)解決顯示波動(dòng)。天線(xiàn)上有冷凝水或水珠，攪拌機使被測液位表面劇烈起伏，雷達液位計安裝在下料口上方，都會(huì )是容器內的干擾回波增強，使液位顯示波動(dòng)。天線(xiàn)上有冷凝水珠，可采取斷電重新啟動(dòng)的方法試試，沒(méi)有改觀(guān)只能將發(fā)射頭拆下，把天線(xiàn)上的冷凝水擦干凈，或重新捜索回波。顯示波動(dòng)時(shí)考慮最多的是線(xiàn)路接觸不良、有電磁干擾、電子電路有問(wèn)題等；但不要忽視了顯示儀表或 DCS 卡件的影響，如有的 DCS 卡件帶負載能力不足，會(huì )出現工藝液位正常，但儀表顯示值頻繁波動(dòng)的故障。有時(shí)拔插一下卡件就可能恢復正常，否則應更換通道或卡件。
(4)液位顯示最大
產(chǎn)生此故障大多是雷達液位計發(fā)射天線(xiàn)或隔離窗下面有水珠或污物。拆下雷達液位計，用干凈柔軟的棉布擦干天線(xiàn)或隔離窗下面的水珠或污物，重新啟動(dòng)一般都可恢復正常。擦洗雷達液位計發(fā)射天線(xiàn)、要用柔軟的棉布蘸酒精、汽油等溶劑擦洗，不能用堿性溶劑擦洗。發(fā)射天線(xiàn)被臟污的原因及處理方法如下：
①容器內蒸汽冷卻后形成的水珠附在發(fā)射天線(xiàn)上，阻礙了微波的發(fā)射?？刹捎酶綦x裝置，有的廠(chǎng)采用特氟龍的隔離裝置，取得了較好的效果。該材料既不妨礙微波的發(fā)射，又能起到隔離作用；隔離裝置按一定方式安裝后，可以將容器內的蒸汽與發(fā)射天線(xiàn)隔離，同時(shí)使附著(zhù)在隔離裝置上的冷凝水在形成后按一定形式分布，達到不影響微波發(fā)射之目的。
②設備使用攪拌電機時(shí)甩漿，使安裝套管及發(fā)射天線(xiàn)臟污，結垢。只要攪拌電機轉動(dòng)，都會(huì )揚起漿液，這是無(wú)法避免的。結垢問(wèn)題可通過(guò)加大套管直徑來(lái)解決，大直徑套管結垢程度達到影響發(fā)射波在時(shí)間上要遠大于小直徑套管。而大直徑的套管結垢達到一定程度后，在重力作用下，部分結垢會(huì )自行脫落。
③雷達液位計安裝不規范也會(huì )造成本故障，天線(xiàn)沒(méi)有伸出套管、套管的直徑太小、管壁粗糙有焊縫等，都有可能造成較多的干擾回波。通?？稍龃笊厦^，用雷達液位計的滿(mǎn)罐處理功能對參數進(jìn)行設置，沒(méi)有效果應考慮重新定位安裝。天線(xiàn)上結垢或污物較少時(shí)，回波強度會(huì )減弱，只是偶爾跳至最大，通常采取斷電重啟；或者用回波重新搜索功能，從雷達液位計所測的多個(gè)回波列表中，選擇和實(shí)際液位相近的回波作為表面回波，就有可能使雷達液位計恢復正常。天線(xiàn)上結垢或污物積聚嚴重時(shí)，有可能造成回波的強度低于門(mén)限值，在平穩條件下設置門(mén)限值為表面回波的 20%較妥。如果用軟件處理無(wú)法恢復，只有拆下對天線(xiàn)上的結垢或污物進(jìn)行清理。天線(xiàn)結垢或附有污物屬于常見(jiàn)問(wèn)題，定期清理天線(xiàn)上的結垢及污物，會(huì )使該類(lèi)故障大大減少。
(5)液位顯示最小
空罐時(shí)顯示值不為零，如雷達液位計顯示失波報警參數符號，大多是空罐時(shí)雷達表面回波信號丟失?？衫蔑@示面板重新搜索回波；或者用雷達液位計的空罐處理功能，處理靠近罐底部表面回波丟失的情況，如果表面回波丟失，本功能會(huì )使變送器顯示零液位。雷達液位計量程選擇很重要，若雷達液位計的實(shí)際量程過(guò)小，空罐時(shí)回波信號丟失，應重新核實(shí)量程，或選擇尺寸大一些的天線(xiàn)。有時(shí)工藝液位已快要滿(mǎn)罐，但儀表卻顯示一個(gè)很低的液位，由于液位升高時(shí)罐內多重回波增加，而雷達液位計把一束時(shí)間行程較大的回波識別為測量回波，導致計算結果錯誤。應修改現場(chǎng)抑制距離，屏蔽虛假信號，來(lái)消除多重回波的影響。
(6)雷達液位計常見(jiàn)故障
雷達液位計常見(jiàn)故障產(chǎn)生的原因及處理方法見(jiàn)表。
雷達液位計維修實(shí)例
[實(shí)例 1]加熱器上用的雷達液位計，怎么調表都沒(méi)有作用。
[故障檢查]檢查發(fā)現出廠(chǎng)時(shí)的門(mén)檻電壓設得太低，僅有 200mV。
[故障處理]調高門(mén)檻電壓后順利完成了調表工作。
[維修小結]門(mén)檻電壓要根據工況信號強度來(lái)定，一般為 400-600mV。為了排除工況產(chǎn)生的雜波干擾，大多是減小增益，使正常信號波有所減弱，但過(guò)低后波峰低于門(mén)檻電壓線(xiàn)時(shí)就無(wú)返回信號。
[實(shí)例 2]雷達液位計的顯示為最大。
[故障檢查]檢查發(fā)現石英窗下面有水珠。
[故障處理]拆下罩子法蘭和石英隔離窗法蘭，用軟布蘸酒精將石英玻璃擦干凈，雷達液位計顯示恢復正常。
[維修小結]雷達液位計發(fā)射天線(xiàn)或隔離窗下面有水珠或污物，通常用水沖洗后大多能恢復正常。天線(xiàn)石英沾上了物料或污物，必須進(jìn)行清洗。在清洗過(guò)程中不要拆開(kāi)石英固定螺釘，不要用尖嘴鉗，以免損傷石英表面的涂層。裝回石英隔離窗法蘭時(shí)，石墨不銹鋼纏繞墊圈要換用新的。
[實(shí)例 3]雷達液位計在空罐的情況下顯示有 50%的液位。
[故障檢查]斷電重啟故障依然，調整“min level offset”沒(méi)有作用，有人提議把另一臺的參數復制過(guò)來(lái)試一試。
[故障處理]參數復制過(guò)來(lái)后，雷達液位計正常。
[維修小結]本例屬于設置有問(wèn)題故障。是人為還是什么原因引起的設定參數變化，到底是個(gè)別參數變化了還是幾個(gè)參數變化了，誰(shuí)也說(shuō)不清楚。本例僅介紹一種故障處理方法。
[實(shí)例 4]工藝的丙烯液位正常，但新裝的 E+H 導波雷達液位計顯示 60%不再變化。
[故障檢查]斷電試了一下沒(méi)有效果，詢(xún)問(wèn)后知道調試人員怕麻煩設置時(shí)沒(méi)有做抑制。
[故障處理]決定在低液位時(shí)進(jìn)入 MAPPING 菜單做抑制，完成后雷達液位計顯示恢復正常。
[維修小結]雖然雷達的電磁波不依賴(lài)介質(zhì)傳播，但是對介質(zhì)的介電常數很敏感，如果兩種介質(zhì)介電常數相差很少，反射波能量會(huì )很小，當兩種介質(zhì)介電常數相差很大時(shí)，本例中丙烯的介電常數較低，大部分的電磁波能量被反射，沒(méi)有足夠的能量到達液位并產(chǎn)生反射，導波雷達液位計接收的是反射回波；水蒸氣、介質(zhì)結晶，雷達天線(xiàn)下的一些污物都會(huì )導致一定能量的回波，這樣的回波就是干擾信號，做抑制就是把這些回波屏蔽掉，在容器沒(méi)有液位時(shí)做抑制，效果最好，干擾都被屏蔽也就保證了測量的準確性。
[實(shí)例 5]工藝液位正常，雷達液位計的顯示升到一定值后變化緩慢直至無(wú)變化。
[故障檢查]儀表的設置參數正常。拆卸連接法蘭時(shí)，發(fā)現導波管內有微壓力，判斷導波管上部有氣體。
[故障處理]開(kāi)氣相補償孔處理，后液位計恢復正常。
[維修小結]本例雷達液位計系頂部安裝方式，容器為常壓，為了有較好的測量效果，在容器內設置了 DN80 的導波管。使用中導波管上部慢慢積聚有氣體，液位升高時(shí)造成導波管上部的氣體憋壓，液位升高時(shí)憋氣壓力也在慢慢升高，這就是液位變化緩慢的原因，當液位上升到一定位置后就不可能再上升了。
[實(shí)例 6]乳化瀝青罐倒罐檢修時(shí)，工藝人員反映雷達液位計不準確。
[故障檢查]檢查接線(xiàn)及供電均正常，斷電重啟故障依然，到現場(chǎng)拆下天線(xiàn)擦拭后無(wú)改觀(guān)，但天線(xiàn)對著(zhù)設備圍欄時(shí)顯示有變化，判斷儀表正常。拆天線(xiàn)入孔有很多嗆人的氣霧冒出來(lái)，跟平時(shí)不一樣，決定與工藝聯(lián)系。
[故障處理]與工藝落實(shí)才知道，進(jìn)入罐中的是其他罐檢修吹洗的污油，油中還夾雜有鐵銹等雜質(zhì)，這類(lèi)介質(zhì)雷達液位計無(wú)法測量。只有待工藝吹掃完才能安裝使用。
[維修小結]在處理故障前曾查看 DCS 的液位趨勢曲線(xiàn)，液位突然為最大，接著(zhù)又大幅波動(dòng)，數十秒后顯示變?yōu)?85cm，后來(lái)又變?yōu)榱?，再也不變化。本例在處理故障中忽視與工藝的聯(lián)系，耗費了時(shí)間和精力。
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