雷達(dá)液位計維修總結(jié)
雷達(dá)液位計的工作原理及結(jié)構(gòu)
雷達(dá)液位計由發(fā)射和接收裝置、信號處理、天線、顯示等部件組成，雷達(dá)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(dá)液位計的天線發(fā)射出電磁波，這些波被對象表面發(fā)射后，再被天線接收，電磁波從發(fā)射到接收的時間與到液位的距離成正比，電磁波的傳輸速度為常數(shù)，則可算出液位到雷達(dá)天線的距離，從而知道液位的實際高度。
雷達(dá)液位計故障檢查判斷及處理
根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗，雷達(dá)液位計本身出故障的概率并不高，大多數(shù)故障都是由于現(xiàn)場使用環(huán)境惡劣引發(fā)的；在檢查處理故障中應(yīng)先對現(xiàn)場的儀表及部件進(jìn)行檢查，必要時進(jìn)行整改，如改善雷達(dá)液位計的安裝方式及條件，都會減少故障的發(fā)生。
(1)液位有變化但顯示為一固定值不變化
當(dāng)容器將排空或?qū)M時，雷達(dá)液位計仍輸出一個明顯與液位變化不相符的信號，容器內(nèi)液位將滿時顯示仍為一個低液位值。產(chǎn)生該故障的原因如下。
①雷達(dá)液位計天線或天線附近有附著物，會產(chǎn)生干擾回波，天線上積聚有過多的污物會對微波產(chǎn)生強烈的反射，使雷達(dá)液位計顯示一個固定的高液位值。只要清理天線和天線附近的污垢及附著物，并擦拭發(fā)射天線后，故障大多能消除。
②罐內(nèi)有障礙物或固定物件，導(dǎo)致微波會有很強的反射，此時查看回波強度的數(shù)值都較大。故障大多發(fā)生在空罐狀態(tài)時，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(dāng)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(nèi)固定物件會引起干擾回波或者采用“近現(xiàn)場抑制”功能來消除故障，通過設(shè)置近現(xiàn)場抑制距離，使儀表將此范圍內(nèi)的回波注冊為干擾回波不進(jìn)行測量。安裝法蘭的焊縫、天線或天線附近有掛料，效果較好。*有效的措施是重新選擇雷達(dá)液位計的安裝位置，或與工藝聯(lián)系對罐內(nèi)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，先檢查罐高的設(shè)置是否正確，使雷達(dá)液位計的零點與工藝的參考零點一致。還應(yīng)檢查標(biāo)尺液位與上位機(jī)的量程是否相同，不知道顯示儀的量程時，可通過雷達(dá)液位計動態(tài)設(shè)置的試驗功能，使雷達(dá)液位計分別輸出 4mA 和 20mA 查詢來解決。先核實罐的高度，再檢查基本參數(shù)的設(shè)置是否與罐高一致。可斷電重啟試試能否恢復(fù)正常，否則只有拆下發(fā)射頭檢查天線上是否附有冷凝水，有冷凝水或污物，將其清理及擦干凈，再安裝上觀察是否正常，必要時進(jìn)行一次回波搜索。
(3)液位顯示波動
工藝液位正常，可通過修改雷達(dá)液位計時間常數(shù)，增加雷達(dá)液位計的阻尼時間來解決顯示波動。天線上有冷凝水或水珠，攪拌機(jī)使被測液位表面劇烈起伏，雷達(dá)液位計安裝在下料口上方，都會是容器內(nèi)的干擾回波增強，使液位顯示波動。天線上有冷凝水珠，可采取斷電重新啟動的方法試試，沒有改觀只能將發(fā)射頭拆下，把天線上的冷凝水擦干凈，或重新捜索回波。顯示波動時考慮*多的是線路接觸不良、有電磁干擾、電子電路有問題等；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(fù)載能力不足，會出現(xiàn)工藝液位正常，但儀表顯示值頻繁波動的故障。有時拔插一下卡件就可能恢復(fù)正常，否則應(yīng)更換通道或卡件。
(4)液位顯示*大
產(chǎn)生此故障大多是雷達(dá)液位計發(fā)射天線或隔離窗下面有水珠或污物。拆下雷達(dá)液位計，用干凈柔軟的棉布擦干天線或隔離窗下面的水珠或污物，重新啟動一般都可恢復(fù)正常。擦洗雷達(dá)液位計發(fā)射天線、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)射天線被臟污的原因及處理方法如下：
①容器內(nèi)蒸汽冷卻后形成的水珠附在發(fā)射天線上，阻礙了微波的發(fā)射。可采用隔離裝置，有的廠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(nèi)的蒸汽與發(fā)射天線隔離，同時使附著在隔離裝置上的冷凝水在形成后按一定形式分布，達(dá)到不影響微波發(fā)射之目的。
②設(shè)備使用攪拌電機(jī)時甩漿，使安裝套管及發(fā)射天線臟污，結(jié)垢。只要攪拌電機(jī)轉(zhuǎn)動，都會揚起漿液，這是無法避免的。結(jié)垢問題可通過加大套管直徑來解決，大直徑套管結(jié)垢程度達(dá)到影響發(fā)射波在時間上要遠(yuǎn)大于小直徑套管。而大直徑的套管結(jié)垢達(dá)到一定程度后，在重力作用下，部分結(jié)垢會自行脫落。
③雷達(dá)液位計安裝不規(guī)范也會造成本故障，天線沒有伸出套管、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。通常可增大上盲區(qū)，用雷達(dá)液位計的滿罐處理功能對參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，沒有效果應(yīng)考慮重新定位安裝。天線上結(jié)垢或污物較少時，回波強度會減弱，只是偶爾跳至*大，通常采取斷電重啟；或者用回波重新搜索功能，從雷達(dá)液位計所測的多個回波列表中，選擇和實際液位相近的回波作為表面回波，就有可能使雷達(dá)液位計恢復(fù)正常。天線上結(jié)垢或污物積聚嚴(yán)重時，有可能造成回波的強度低于門限值，在平穩(wěn)條件下設(shè)置門限值為表面回波的 20%較妥。如果用軟件處理無法恢復(fù)，只有拆下對天線上的結(jié)垢或污物進(jìn)行清理。天線結(jié)垢或附有污物屬于常見問題，定期清理天線上的結(jié)垢及污物，會使該類故障大大減少。
(5)液位顯示*小
空罐時顯示值不為零，如雷達(dá)液位計顯示失波報警參數(shù)符號，大多是空罐時雷達(dá)表面回波信號丟失。可利用顯示面板重新搜索回波；或者用雷達(dá)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，本功能會使變送器顯示零液位。雷達(dá)液位計量程選擇很重要，若雷達(dá)液位計的實際量程過小，空罐時回波信號丟失，應(yīng)重新核實量程，或選擇尺寸大一些的天線。有時工藝液位已快要滿罐，但儀表卻顯示一個很低的液位，由于液位升高時罐內(nèi)多重回波增加，而雷達(dá)液位計把一束時間行程較大的回波識別為測量回波，導(dǎo)致計算結(jié)果錯誤。應(yīng)修改現(xiàn)場抑制距離，屏蔽虛假信號，來消除多重回波的影響。
(6)雷達(dá)液位計常見故障
雷達(dá)液位計常見故障產(chǎn)生的原因及處理方法見表。
雷達(dá)液位計維修實例
[實例 1]加熱器上用的雷達(dá)液位計，怎么調(diào)表都沒有作用。
[故障檢查]檢查發(fā)現(xiàn)出廠時的門檻電壓設(shè)得太低，僅有 200mV。
[故障處理]調(diào)高門檻電壓后順利完成了調(diào)表工作。
[維修小結(jié)]門檻電壓要根據(jù)工況信號強度來定，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，但過低后波峰低于門檻電壓線時就無返回信號。
[實例 2]雷達(dá)液位計的顯示為*大。
[故障檢查]檢查發(fā)現(xiàn)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(dá)液位計顯示恢復(fù)正常。
[維修小結(jié)]雷達(dá)液位計發(fā)射天線或隔離窗下面有水珠或污物，通常用水沖洗后大多能恢復(fù)正常。天線石英沾上了物料或污物，必須進(jìn)行清洗。在清洗過程中不要拆開石英固定螺釘，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，石墨不銹鋼纏繞墊圈要換用新的。
[實例 3]雷達(dá)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(diào)整“min level offset”沒有作用，有人提議把另一臺的參數(shù)復(fù)制過來試一試。
[故障處理]參數(shù)復(fù)制過來后，雷達(dá)液位計正常。
[維修小結(jié)]本例屬于設(shè)置有問題故障。是人為還是什么原因引起的設(shè)定參數(shù)變化，到底是個別參數(shù)變化了還是幾個參數(shù)變化了，誰也說不清楚。本例僅介紹一種故障處理方法。
[實例 4]工藝的丙烯液位正常，但新裝的 E+H 導(dǎo)波雷達(dá)液位計顯示 60%不再變化。
[故障檢查]斷電試了一下沒有效果，詢問后知道調(diào)試人員怕麻煩設(shè)置時沒有做抑制。
[故障處理]決定在低液位時進(jìn)入 MAPPING 菜單做抑制，完成后雷達(dá)液位計顯示恢復(fù)正常。
[維修小結(jié)]雖然雷達(dá)的電磁波不依賴介質(zhì)傳播，但是對介質(zhì)的介電常數(shù)很敏感，如果兩種介質(zhì)介電常數(shù)相差很少，反射波能量會很小，當(dāng)兩種介質(zhì)介電常數(shù)相差很大時，本例中丙烯的介電常數(shù)較低，大部分的電磁波能量被反射，沒有足夠的能量到達(dá)液位并產(chǎn)生反射，導(dǎo)波雷達(dá)液位計接收的是反射回波；水蒸氣、介質(zhì)結(jié)晶，雷達(dá)天線下的一些污物都會導(dǎo)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，在容器沒有液位時做抑制，效果*好，干擾都被屏蔽也就保證了測量的準(zhǔn)確性。
[實例 5]工藝液位正常，雷達(dá)液位計的顯示升到一定值后變化緩慢直至無變化。
[故障檢查]儀表的設(shè)置參數(shù)正常。拆卸連接法蘭時，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)波管內(nèi)有微壓力，判斷導(dǎo)波管上部有氣體。
[故障處理]開氣相補償孔處理，后液位計恢復(fù)正常。
[維修小結(jié)]本例雷達(dá)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(nèi)設(shè)置了 DN80 的導(dǎo)波管。使用中導(dǎo)波管上部慢慢積聚有氣體，液位升高時造成導(dǎo)波管上部的氣體憋壓，液位升高時憋氣壓力也在慢慢升高，這就是液位變化緩慢的原因，當(dāng)液位上升到一定位置后就不可能再上升了。
[實例 6]乳化瀝青罐倒罐檢修時，工藝人員反映雷達(dá)液位計不準(zhǔn)確。
[故障檢查]檢查接線及供電均正常，斷電重啟故障依然，到現(xiàn)場拆下天線擦拭后無改觀，但天線對著設(shè)備圍欄時顯示有變化，判斷儀表正常。拆天線入孔有很多嗆人的氣霧冒出來，跟平時不一樣，決定與工藝聯(lián)系。
[故障處理]與工藝落實才知道，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)，這類介質(zhì)雷達(dá)液位計無法測量。只有待工藝吹掃完才能安裝使用。
[維修小結(jié)]在處理故障前曾查看 DCS 的液位趨勢曲線，液位突然為*大，接著又大幅波動，數(shù)十秒后顯示變?yōu)?85cm，后來又變?yōu)榱悖僖膊蛔兓１纠谔幚砉收现泻鲆暸c工藝的聯(lián)系，耗費了時間和精力。
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