雷達液位計故障分析及維護策略

1、雷達液位計故障分析及維護策略摘要:本文簡單介紹了雷達液位計常見問題及干擾回波的處理方法,主要闡述了羅 斯蒙特雷達液位計在慶陽石化公司罐區(qū)及硫磺污水池應用中典型的故障，通過分析 故障產生的原因提出相應的解決方法。針對雷達液位計在罐區(qū)及硫磺污水池應用 過程中出現(xiàn)的故障，采取不同的解決策略及防護措施，從而大大降低了雷達儀表 故障率降。關鍵字：雷達液位計 組態(tài) 信號門限值 故障處理雷達液位計是一種非接觸式、可靠性較高的液位測量儀表。非接觸式測量是 近年來測量物位的主要方法，綜合解決了大多數(shù)標準插入式儀表檢測元件易被介 質污染和腐蝕等諸多難題。此外雷達液位計因雷達波能穿透許多泡沫、煙霧及蒸 汽等介質，不

2、受變化的環(huán)境影響可靠地測量出精確的液位值。羅斯蒙特雷達液位 計采用非接觸測量方式受測量介質特性影響小、測量精確可靠，不需要重新標定， 因而可增加正常運行時間護等優(yōu)點，在石油化工行業(yè)得到廣泛應用。1、羅斯蒙特雷達液位計原理羅斯蒙特雷達液位計采用儲罐中產品的液位由罐頂天線發(fā)送的雷達信號測量。 在雷達信號被產品表面反射后，天線會檢取回波。由于信號頻率是變化的，回波 的頻率與此時發(fā)送的信號的頻率稍有不同。頻率差與距產品表面的距離成正比， 因此可以精確計算液位。這種方法稱為調頻連續(xù)波（FMCW）。2、羅斯蒙特雷達液位計使用情況慶陽石化公司罐區(qū)雷達液位計主要用總線輸出至FCU （現(xiàn)場通訊單元）用于 連接現(xiàn)

3、場設備和控制室的上位機，輸出MODBUS協(xié)議信號一臺現(xiàn)場通訊單元最多 可連接32臺現(xiàn)場雷達輸出信號給系統(tǒng)數(shù)據通訊設備，提供6路（FB及GB）通信口用 于信號輸入及輸出提供4路FB信號輸入口,每一路FB 口（即一根電纜）最大允許連 接8臺設備（雷達液位計）。2.1罐區(qū)雷達液位計使用情況：儲運罐區(qū)使用羅斯蒙特雷達液位計共計48臺，投用以來測量數(shù)據準確、運行 穩(wěn)定、維護工作量相對較小。但也出現(xiàn)過故障，2013年12月份，302、303兩個 單元雷達夜位計測量均出現(xiàn)過通訊中斷的情況，經檢查由于氣溫降低原因，現(xiàn)場 阻抗過大，因每一路通訊端口 FB 口最多允許連接8臺雷達液位計，阻抗過大超 出了 FB 口

4、自身承載臺數(shù)，所以會出現(xiàn)通訊中斷的情況。經過認真分析和反復試驗發(fā)現(xiàn)：在雷達液位計通訊端口（FB 口）加250歐 姆電阻對降低現(xiàn)場阻抗有較好的效果，可以使正常通訊電阻保持在810歐姆之 間，保證了液位計通訊通暢。同時為了防止因為氣溫降低影響到通訊電纜阻抗增 大影響到通訊暢通，對現(xiàn)場雷達液位計增加伴熱、保溫等防護措施，保證了液位 計正常的工況要求。通過此技術小改造，罐區(qū)302、303單元雷達液位計通訊暢 通，運行正常平穩(wěn)。2.2硫磺回收裝置液位計使用情況：硫磺回收裝置使用羅斯蒙特雷達液位計共計2臺,分別用于測量污油池和冷卻 水池液位，現(xiàn)場液位計采用喇叭口天線使用HART協(xié)議通信至儀表控制室，測量

5、介質為污油和水，測量量程為0 4.5m。正常氣溫時液位計測量值準確，工作穩(wěn)定。 冬季氣溫下降加熱蒸汽半信凝結水霧產生的干擾會影響到液位計測量值準確度， 甚至會造成液位計故障回零。在日常維護工作中通過及時清理天線、降低工藝蒸汽量、設置門限值為150 mV等措施來保證液位正常工作。3、液位計常見故障分析及維護策略3.1常見故障原因分析液位計的設計造型、天線安裝、測量介質工況、工作環(huán)境變化等諸多因素都 會造成液位計測量不準確或者運行故障，常見如下故障： 3.1.1實際液位存在偏差實際液位和測量值之間存在較大誤差（最大可達0.05米）。原因分析：雷達 液位計基本參數(shù)設置不正確；液位計的天線周圍空氣濕度

6、過大，水霧等對信號產 生干擾產生測量誤差；3.1.2實際液位波動或干擾雷達液位計測量值大幅度波動甚至示值干擾。原因分析：雷達液位計測量天 線上有粘有冷凝水珠；所測液面形成湍流、攪拌或泡沫造成虛假液位；雷達液位 計、安裝位置不合理，安裝于下料口上方等部位，經常出現(xiàn)臨時性干擾回波，從而 造成液位測量值較大幅度波動。3. 1.3實際液位處于死值狀態(tài)雷達液位計測量值處于死值狀態(tài)，此故障多出現(xiàn)于雷達液位計調試期間。故 障原因分析：被測罐內有攪拌器等障礙物，雷達波在障礙物上有很強的反射，所 形成的強大回波會引起強度較大的干擾回波，甚至會造成液位計頻繁死機；1.4液位計本身故障液位計顯示面板無顯示、無電流輸

7、出或電流輸出與現(xiàn)場面板顯示不一致、有 相關故障代碼等。故障原因分析：儀表顯示面板故障、電源板、電流輸出板等元 件自身故障（多數(shù)情況是密封不好，容易進水造成電路板燒壞故障）等 3.2故障處理及儀表維護策略策略一：做好雷達液位計的選型，儀表選型時，應選擇尺寸大一些的天線。對 固體或粉末介質應考慮拋物面天線。從而減少由于造型不當導致的液位計出現(xiàn)測 量誤差，喇叭口天線較桿式天線測量量程大，但桿式天線雷達液位計抵御由于水蒸 氣產生的冷凝水的影響較小。保持雷達液位計的天線清潔。在清理結疤或粉塵時 注意保護發(fā)射頭，以免損傷，影響測量。策略二，斷電重新啟動雷達或將雷達發(fā)射頭拆下，將天線上冷凝水擦拭干凈，重 新

8、安裝好雷達后，觀察雷達液位計的顯示是否正常，必要時使用現(xiàn)場二次顯示表在 服務菜單中重新搜索回波。策略三：增大上盲區(qū)（Hold off Distance或Upper Null Zone），上盲區(qū)一般為500 mm；用儀表的滿罐處理功能對參數(shù)設置；利用RadarMaster軟件,在波譜圖上建 立ATP點，去除由接管引起的雜波。如果利用軟件還無法處理好，應重新安裝定位。 用斷電重啟儀表或回波重新搜索功能，從儀表所測的多個回波列表中選擇和實際料 位相近的回波做為表面回波有可能使儀表恢復正常。策略四：沉積污垢太多，造成儀表回波強度低于門限值，無法用軟件處理方法來 恢復,只有清理天線上的污垢或儀表天線附近的污垢，建議定期清理結疤，這樣才能 提高液位計的長周期運行；利用顯示面板重新搜索回波；利用儀表空罐處理功能 設置罐底免檢區(qū)域；進行雜波處理。4、結束語雷達液位計應用了先進的雷達測量技術，以其優(yōu)越的性能,在慶陽石化中發(fā)揮著 越來越重要的作用。只有對生產現(xiàn)場深入了解,對雷達技術熟練掌握，才能合理地 應用，發(fā)揮其應有的性能，降低雷達儀表的故障率，真正實現(xiàn)其高精度、高