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80G雷达物位计在泡沫环境下的应用

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80G雷达物位计是一种应用于固体和液体物位测量的范围广范的FMCW雷达物位计,天线发射的微波到被测介质表面,微波频率被连续调制,接收并记录被测介质表面的反射信息,当发射信号在接收信号时,已经改变了它的发射频率,由相关联的信号得到一个频率差,该频率差和表面反射距离成正比。信号处理部分分析发射信号和回波信号进行混合处理,得到混合信号频谱再由软件计算出天线到介质表面的距离,通过设定的参数,即可算得实际的物位。80G雷达物位计作为非接触式物位测量仪表具有连续测量精度高,测量范围广,几乎不受被测介质温度、压力、蒸汽、粉尘及腐蚀有毒恶劣工况的限制,安装方便,维护操作简单,故障率低等特点。这使其成为许多特殊场合物位测量的首选仪表。

 

1. 现场工况简介

 

江苏某汽车零部件有限公司的净化水系统,由于生产过程中产生的污水要求进行净化处理,污水较脏,易沉淀,罐体小且有搅拌器,而且在加入污水和搅拌时会有较大量的泡沫产生,工艺要求是容器内抽负压使污水沸点降低,然后收集水蒸汽冷凝。当泡沫较多时加消泡剂,单法兰、静压、导波雷达、浮球等液位计在此工况下大多都无法使用,只能采用非接触式测量仪表。因此该罐采用了我公司生产的非接触智能80G调频连续波雷达物位计,不但能够测量液位,而且污水泡沫较多时PL’C采集雷达的报错信息,通过PLC控制加消泡剂。但装置开工后液位计经常指示不准,几乎每天都要处理1-2次,给生产装置运行造成很大影响。为了解决物位计故障频率高的问题,通过理论和现场试验的方法,分析故障产生的原因,并提出相应的对策。

 

 

2. 故障判断处理

 

2.1 液位计指示不准确

 

现象:故障表现为测量值与实际液位变化趋势不一致,但是数值存在固定误差。

 

原因:一是罐内顶部加钢丝网阻挡泡沫,加直径100mm的圆玻璃来穿过雷达电磁波,玻璃面和雷达透镜垂直正对,导致产生较强的虚假回波信号。仪表指示跟随测量变化,可以说明仪表工作正常,由于现场工况的复杂性造成测量的数据波动。

 

对策:在标定参数前明白仪表的管口高度、容器高度、量程上下限参数的测量方法,并进行实地测量,以取得最真实的数据,输入参数时。将钢丝网去掉后测量数据正常,建议厂家将玻璃倾斜安装,直径加大到150mm,要固定安装。

 

 

2.2 液位计指示不变

 

现象:表现为测量值与现场实际液位明显不符,且维持不变。

 

原因:由于系统罐内工况复杂,时常存在高温水汽,虽然蒸汽对雷达测量几乎没有干扰,但是这些水汽在雷达透镜天线和玻璃上冷凝成大量密布的水珠,造成错误的虚假雷达回波,反射了雷达波,因而影响了测量,从而导致仪表输出保持不变。雷达液位计失波也是造成指示不变的原因,由于罐顶中间位置安装有揽拌器,运行时管内液面剧烈起伏变化,使得雷达波扩散或被吸收,因而回波甚微甚至没有。

 

对策:雷达透镜天线凝结水汽时,通过污水加热,透镜上的水珠会消失。玻璃倾斜安装一是可以消除玻璃产生的虚假回波信号二是有利于水珠的下流。

 

 

2.3 液位计指示波动

 

现象:故障表现为测量值存在剧烈的起伏变化,没有特定的规律,完全不追随实际液位变化。

 

原因:安装在罐顶的搅拌器,运行时,液面波动大,偶尔还会引起介质飞溅,在雷达液位计下方形成假液面,故使用时经常出现液位波动情况。

 

对策:首先,在保证工艺安全的情况下,适当增加液位计传感器采样阻尼时间和进出料速度,减少虚假回波造成的液位指示数值的波动。其次,通过和用户沟通将搅拌一直运行改为间断运行。使用这些方法后,雷达液位计的处理频次明显降低,液位计工作稳定可靠,为进一步的技术改进奠定了基础。

 

2.4 其它沟通完善方案

 

通过和用户沟通在不影响工艺的条件下,完善控制程序,一是采集的雷达液位通过延时2秒比较参与控制;二是在雷达检测到有泡沫时,报E14错误,停止向里面加水,正常后再加水;三是雷达检测到有泡沫向污水加消泡剂时,不要始终加,间断性的加。

 

3. 结束语

 

通过以上现场经验的总结,处理雷达液位计故障时,首先应从液位计的安装,现场工况等根源处着手,再在使用中采取相应的消除干扰措施,这样才能最大限度地降低仪表的故障机率,真正体现其连续可靠、高精度的优点。