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一、雷达料位计的工作原理、不准的原因和处理方法

雷达料位计的工作原理、不准的原因和处理方法

引言：

雷达料位计是一种常用于工业生产中的仪器，用于测量和监控储罐、槽罐等容器中的物料的液位或固体物位。它通过利用雷达波的特性来实现非接触式的测量，具有高精度、高可靠性和适应性强的特点。然而，有时候雷达料位计的测量结果会出现不准确的情况，本文将对雷达料位计的工作原理、不准的原因以及处理方法进行详细解答。

一、雷达料位计的工作原理

1.1发射和接收原理

雷达料位计通过发射雷达波束并接收反射回来的信号来测量物料的高度。它利用雷达波在空气和物料之间的界面上发生反射的特性，通过测量反射信号的时间差来计算物料的高度。

1.2雷达波的传播特性

雷达波在传播过程中会受到多种因素的影响，如介质的折射率、温度、湿度等。这些因素会对雷达波的传播速度和路径产生影响，从而影响到雷达料位计的测量精度。

二、雷达料位计不准的原因

2.1介质特性的影响

不同的物料具有不同的介电常数和反射特性，这会导致雷达波在不同物料中的传播速度和路径发生变化，从而影响到测量结果的准确性。

2.2环境因素的影响

环境因素如温度、湿度等也会对雷达料位计的测量结果产生影响。高温环境下，雷达波的传播速度会增加，导致测量结果偏小；而湿度的增加会导致雷达波的衰减，从而影响到测量的准确性。

2.3仪器故障

雷达料位计本身的故障也会导致测量结果不准确。例如，天线的损坏、电路的故障等都会影响到雷达波的发射和接收，从而影响到测量的准确性。

三、雷达料位计不准的处理方法

3.1校准和调试

对于雷达料位计的不准确问题，首先需要进行校准和调试。校准可以通过与其他准确的测量仪器进行比对来进行，调试则需要根据具体情况进行参数的调整和优化。

3.2优化环境条件

优化环境条件也是解决雷达料位计不准的重要方法之一。例如，在高温环境下可以采取降温措施，如增加散热设备；在湿度较高的环境中可以采取除湿措施，如增加除湿机等。

3.3定期维护和检修

定期维护和检修雷达料位计也是保证其准确性的重要手段。定期检查天线、电路等部件的工作状态，及时发现并修复故障，可以有效提高雷达料位计的测量精度。

结论：

二、雷达料位计的简介

雷达波是一种特殊形式的电磁波，雷达料位计利用了电磁波的特殊性能来进行料位检测。电磁波的物理特性与可见光相似，传播速度相当于光速。其频率为300MHz-3000GHz。电磁波可以穿透空间蒸汽、粉尘等干扰源，遇到障碍物易于被反射，被测介质导电性越好或介电常数越大，回波信号的反射效果越好。
KERD-800/900系列雷达料位计的频率越高，发射角越小，单位面积上能量（磁通量或场强）越大，波的衰减越小，雷达料位计的测量效果越好。
发射－反射－接收是雷达式料位计工作的基本原理。雷达传感器的天线以波束的形式发射最小5.8GHz的雷达信号。反射回来的信号仍由天线接收，KERD-800/900系列雷达料位计雷达脉冲信号从发射到接收的运行时间与传感器到介质表面的距离以及物位成比例。
即：h=H–vt/2
式中h为料位；H为槽高；v为雷达波速度；t为雷达波发射到接收的间隔时间
NIVELCO导波雷达料位计是依据时域反射原理(TDRTimeDomainReflectometry)为基础的雷达料位计，时域反射原理首先是用于通讯电缆的故障检测，今天我们将导波雷达料位计成功应用于工业测量领域.1.回波处理新技术的应用从KERD-800/900系列雷达料位计雷达料位计的测量原理可以知道，KERD-800/900系列雷达料位计雷达料位计是通过处理雷达波从探头发射到介质表面然后返回到探头的时间来测量料位的，在反射信号中混合有许多干扰信号，所以，对真实回波的处理和对各种虚假回波的识别技术就成为KERD-800/900系列雷达料位计雷达料位计能够准确测量的关键因素。
2.测量数据处理：
由于液面波动和随机噪声等因素的影响，检测信号中必然混有大量噪声。为了提高检测的准确度，必须对检测信号进行处理，尽可能消除噪声。
经过大量的实验验证，采用数据平滑方法可以达到满意的效果。此方法也可有效的克服罐内搅拌器对测量的影响。
3.KERD-800/900系列雷达料位计雷达料位计的特点：
由于KERD-800/900系列雷达料位计雷达料位计采用了上述先进的回波处理和数据处理技术，加上雷达波本身频率高，穿透性能好的特点，所以，KERD-800/900系列雷达料位计雷达料位计具有比接触式料位计和同类非接触料位计更加优良的性能。
①可在恶劣条件下连续准确地测量。
②操作简单，调试方便。
③准确安全且节省能源。
④无需维修且可靠性强。
⑤几乎可以测量所有介质。
三、安装应注意的问题
（1）当测量液态物料时，传感器的轴线和介质表面保持垂直；当测量固态物料时，由于固体介质会有一个堆角，传感器要倾斜一定的角度。
（2）尽量避免在发射角内有造成假反射的装置。特别要避免在距离天线最近的1/3锥形发射区内有障碍装置（因为障碍装置越近，虚假反射信号越强）。若实在避免不了，建议用一个折射板将过强的虚假反射信号折射走。这样可以减小假回波的能量密度，使传感器较容易地将虚假信号滤出。
（3）要避开进料口，以免产生虚假反射。
（4）传感器不要安装在拱形罐的中心处（否则传感器收到的虚假回波会增强），也不能距离罐壁很近安装，最佳安装位置在容器半径的1/2处。
（5）要避免安装在有很强涡流的地方。如：由于搅拌或很强的化学反应等，建议采用导波管或旁通管测量。
（6）若传感器安装在接管上，天线必须从接管伸出来。喇叭口天线伸出接管至少10mm。棒式天线接管长度最大100或250mm。接管直径最小250mm。可以采取加大接管直径的方法，以减少由于接管产生的干扰回波。
（7）关于导波管天线：导波管内壁一定要光滑，下面开口的导波管必须达到需要的最低液位，这样才能在管道中进行测量。传感器的类型牌要对准导波管开孔的轴线。若被测介电常数小于4，需在导波管末端安装反射板，或将导波管末端弯成一个弯度，将容器底的反射回波折射走。
四、应用中存在的问题及解决方法
有些工况下所使用的雷达料位计，因为传感器安装位置不当及条件所致，出现了一些问题，下面将对一些使用中的问题提出解决方案，供大家参考。
1．探头结疤和频繁故障的解决方法第一个办法是将探头安装位置提高，但是有时候安装条件限制，不能提高的情况下，就应采用将料位测量值与该槽的泵联锁的办法，解决这一难题：将最高料位设定值减小0.5m左右，当料位达到该最高值时，即可停进料泵或开启出料泵。
2．KERD-800/900系列雷达料位计雷达料位计被淹相应的改进办法
解决这种问题的办法是将雷达料位计改为导波管式测量。仍在原开孔处安装导波管式雷达料位计，导波管高于排汽管0.2m左右，这样一来，即使出现料浆从排汽管溢出的恶劣工况，也不会使料位计天线被料浆淹没，而且避免了搅拌器涡流的干扰及大量蒸汽从探头处冒出，减少了对探头的损害，同时由于导波管聚焦效果好，接收的雷达波信号更强，取得了很好的测量效果。使用导波管测量方式，可以改善表计测量条件，提高仪表测量性能，具有很高的推广应用价值。
3．关于泡沫对测量的影响：
干泡沫和湿泡沫能将雷达波反射回来，对测量无影响；中性泡沫则会吸收和扩散雷达波，因而严重影响回波的反射甚至没有回波。当介质表面为稠而厚的泡沫时，测量误差较大或无法测量，在这种工况下，雷达料位计不具有优势，这是其应用的局限性。
4．对于天线结疤的处理：
介电常数很小的挂料在干燥状态下对测量无影响，而介电常数很高的挂料则对测量有影响。可用压缩空气吹扫（或清水冲洗），且冷却的压缩空气可降低法兰和电器元件的温度。还可用酸性清洗液清洗碱性结疤，但在清洗期间不能进行料位测量。KERD-800/900系列雷达料位计导波雷达料位计的技术优势：雷达料位计对液体、颗粒及浆料连续物位测量。测量不受介质变化、温度变化、惰性气体及蒸汽、粉尘、泡沫等的影响。雷达料位计的精度为5mm，量程60米，耐250度高温、40公斤高压，雷达料位计适用于爆炸危险区域。
调频连续波雷达料位计的技术优势：用于液体或固体的非接触液位变送器不受电导常数，温度，压力和密度变化影响，雷达料位计的精度可达±1mm测量范围可达100m，罐底跟踪（TBF）方式用于测量低电导常数，介质法兰温度可达250ºC介质温度-60ºC—600ºC压力可达64barHART，通讯方式PA，FF，RS485ATEX爆炸测试认证。前已成为市场上的主流产品目，主要分为KERD-800/900系列雷达料位计脉冲雷达物位计和导波雷达物位计。低频脉冲雷达物位计尽管具有价格相对低廉的优点，但在主要应用领域中，属于逐渐被淘汰的产品。与低频脉冲雷达物位计相比，高频脉冲雷达物位计在应用过程中有以下优点：
1．KERD-800/900系列雷达料位计高频雷达物位计（主要指26GHz和24GHz）具有能量高，波束角小，天线尺寸小，精度高等优点。
2.26GHz雷达波长11mm，6GHz雷达波长50mm，雷达物位计在测量散装料位时，雷达波反射主要来自料面的漫反射，漫反射的强度与物料大小成正比，与波长成反比，而大部份散装料直径远远小于50mm，这就是目前26GHz雷达是测量散装料物位最佳选择的原因。
3．在一些直径小而高度并不是很高的小型罐的应用中，6GHz雷达天线长（300-400mm）无形中增大了盲区（大约600mm），另外由于6GHz雷达方向性差（开角大）在小罐中会产生多径反射；而26GHz雷达频率高，天线短，方向性好，克服了6GHz雷达的缺点，适用于小罐测量。
4．由于现场环境恶劣，随着时间推移，雷达天线会堆积污物、水汽等，26GHz雷达天线小，附加天线罩可大大改善因污物、水汽造成的影响；6GHz雷达天线大，加天线罩很困难。且仪表较沉重，清理困难。
5．由于26GHz雷达方向性好，很多恶劣工况，可通过简单隔离，将KERD-800/900系列雷达料位计雷达物位计装在容器外进行测量

雷达物位计发射天线故障处理

HDD800雷达物位计

　　HDD800雷达物位计具有低维护，高性能、高精度、高可靠性，使用寿命长等优点。在与电容，重锤等接触式仪表相比较，具有无可比拟的优越性。微波信号的传输不受大气的影响，所以它可以满足工艺过程中挥发性气体、高温、高压、蒸汽、真空及高粉尘等恶劣环境的要求。该产品适用于高温、高压、真空、蒸汽、高粉尘及挥发性气体等恶劣环境。可对不同料位进行连续测量。该仪器主要技术指标达到或优于国内外同类产品，且安装调试简便，可以单台使用，也可组网使用，可广泛应用于冶金、建材、能源、石化、水利、粮食等行业。

HDD800雷达物位计发射天线故障处理：

①容器内蒸汽冷却后形成的水珠附在发射天线上，阻碍了微波的发射。可采用隔离装置，有的厂采用特氟龙的隔离装置，取得了较好的效果。该材料既不妨碍微波的发射，又能起到隔离作用；隔离装置按一定方式安装后，可以将容器内的蒸汽与发射天线隔离，同时使附着在隔离装置上的冷凝水在形成后按一定形式分布，达到不影响微波发射之目的。

②设备使用搅拌电机时甩浆，使安装套管及发射天线脏污，结垢。只要搅拌电机转动，都会扬起浆液，这是无法避免的。结垢问题可通过加大套管直径来解决，大直径套管结垢程度达到影响发射波在时间上要远大于小直径套管。而大直径的套管结垢达到一定程度后，在重力作用下，部分结垢会自行脱落。

③HDD800雷达物位计安装不规范也会造成本故障，天线没有伸出套管、套管的直径太小、管壁粗糙有焊缝等，都有可能造成较多的干扰回波。通常可增大上盲区，用雷达物位计的满罐处理功能对参数进行设置，没有效果应考虑重新定位安装。

　　天线上结垢或污物较少时，回波强度会减弱，只是偶尔跳至大，通常采取断电重启；或者用回波重新搜索功能，从雷达物位计所测的多个回波列表中，选择和实际液位相近的回波作为表面回波，就有可能使雷达物位计恢复正常。天线上结垢或污物积聚严重时，有可能造成回波的强度低于门限值，在平稳条件下设置门限值为表面回波的20%较妥。如果用软件处理无法恢复，只有拆下对天线上的结垢或污物进行清理。天线结垢或附有污物属于常见问题，定期清理天线上的结垢及污物，会使该类故障大大减少。

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