雷达液位计的应用和维护浅析

[摘 要]介绍了雷达液位的基本工作原理和在锌氧压浸出工艺铁渣工序中采用的德国

Endress + Hauser公司生产的FMR240雷达物位计应用和维护。

[关键词]雷达液位计；电磁波；应用和维护；FMR240；包络线

中图分类号：TP101 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）14-0212-01

引言

雷达物位计采用微波脉冲的测量方法，微波是一种电磁波，其特点是发射方向性强，定向性好，传输过程中几乎不受各种工况如：火焰、灰尘、烟雾、及强光的影响。可用于对储槽、缓冲槽、旁通管中的液体、颗粒、浆料的物位进行非接触式测量，适用于粉尘、温度、压力变化大，有惰性气体及蒸汽存在的场合。雷达液位计具有故障报警及自诊断功能。根据操作显示模块提示的错误代码分析故障，及时确定故障予以排除，使维护校正更加方便、准确，保障仪表的正常运行。采用数字与模拟两种输出方式，可以单台或多台按总线式配置，能方便地与上位监控计算机相连接。

1 雷达液位计工作原理以及组成和特性

发射―反射―接收是雷达液位计的基本工作原理。

Micropilot是一种基于时间行程原理的“俯视式”测量系统。用于测量参考点（过程连接）与物料表面间的距离。天线发射微波脉冲信号，在被测物料表面产生反射，且反射的回波信号又被雷达系统所接收。

1.1输入

天线接收物料表面反射回的微波脉冲信号，并将其传输给电子部件。微处理器对信号进行处理，识别微波脉冲在物料表面所产生的回波信号。明确的信号识别是由PulseMastereXact 软件完成的，该软件凝聚了多年基于时间行程原理的测量经验。

PulseMastereXact软件的专利算法确保了Micropilot S 能达到毫米级的测量精度。

参考点至物料表面间的距离D与脉冲信号的运行时间t成正比：

D=c・t/2

其中 c为光速。

空罐高度E 已知，因此物位 L为：

L=E-D

请参考上图，确定参考点E的位置。

变送器具有干扰回波抑制功能，可由用户自行激活。该功能确保了由边缘、焊缝等干扰源引起的干扰回波不会被误认为是物料表面产生的回波信号。

1.2 输出

对Micropilot进行设置需要输入以下信息：空罐高度 E（测量零点）、满罐高度 F（满量程值）和相关应用参数。应用参数使仪表能自动适应测量过程条件。对于电流输出型仪表，E 点和 F点分别对应于 4mA和 20mA的电流输出；而对于数字输出型仪表及显示单元，E 点和 F点则分别对应于物位的0%和100% 。

线性化是通过手动输入或半自动输入线性化表（最多包括 32个点）来实现的，用户可现场或远程激活该功能。对球罐、卧罐及采用圆锥形排泄口的罐体中的物料进行物位测量时，该功能可提供工程单位的测量值和线性输出信号。

2 日常中的维护以及使用包络线判断物位计的工作状况。

2.1 在丹霞冶炼厂氧压浸出工艺中的铁渣工序中采用了德国Endress + Hauser公司 生产的FMR240雷达物位计用于测量铁渣浆化槽、真空过滤机过滤液储槽、压榨水箱中介质的液位。

日常检查维护中主要检查以下一些项目：①定期检查仪表LED面板的显示是否正常。②定期检查雨水及生产用水是否对仪表产生影响。③期检查仪表的电源电压和输出电流是否正常。④定期检查仪表的天线是否被脏物污染检查仪表与罐体连接的是否牢固。⑤检查各部件连接处的密封情况是否良好。⑥定期进行校验。对于初次安装的仪表要严格按使用说明书要求确定安装位置，布线也要与动力线分开，以免产生干扰信号影响测量精度。

2.2 包络线

通过回波包络线（“envelope curve / 包络线” （0E）功能组）进行测量评估。

对于安装在有一点压力的储罐或不便于拆卸的储罐上的液位计。可以根据包络线可以提供信息（图2）来评估液位计的天线被污染情况，查看回波质量的大小来判断是否应该清洗天线，从而避免了不必要的拆卸工作，提高维护效率。回波数字越大测量越好，如果此时测量不准确因该从其他地方寻找问题的原因，而不应该怀疑天线被污染造成的测量失准。当回波显示0dB时就要考虑是否因为雷达经过长时间的运行后天线被污染导致测量失效，应该从罐体上拆卸仪表下来清洗天线。清洗安装后应从新调试，使物位计测量准确。

3 结论

实践证明雷达液位计在液位测量中完全能满足现场要求，是一种性价比很高的仪表，其结构简单、耐腐蚀、易于维护、保护等级较高、抗干扰能力强等优点。同时实现了信号标准化，并可通过数字通讯装置进行访问，易于实现计算机控制。

参考文献

〔1〕陈智和，何醒民.锌矿氧压浸出技术[ J].湖南有色金属，2002，18（1）：26-28

〔2〕朱炳兴，王森.仪表工试题集〔J〕.北京：化学工业出版社2006

〔2〕德国Endress + Hauser公司.雷达液位计操作手册 Micropilot M FMR240雷达液位计〔M〕

〔3〕德国Endress + Hauser公司.智能型微波物位仪（雷达）技术资料Micropilot M FMR230/231/240/244/245〔M〕