1、智能雷达液位计的工作原理及现场应用

雷达液位计的基本测量原理是由发射、 反射、 接收组成的，雷达传感器的天线以波束的形式发射雷达信号，采用微波脉冲的测量方法，不同的距离 对应不同的物位，反射回来的回波信号仍由天线接 收，雷达的信号适宜连续的、非接触的脉冲信号，能 够在金属的容器内正常运行。 通常来说，微波脉冲 的发射时间间隔 1S,频率为 2.5MHz,反射回来的信号会反映在回波图上，回波图能够在极短的一瞬间 将回波信号进行放大、定位，然后精确细致的分析处理这些信号。 智能雷达液位计发射的微波脉冲的能力很低，不会威胁到人体的健康，要求能够在各种金 属与非金属容器内传播，不仅可以测量立罐内的液位，还能针对颗粒、浆料的液位进行连续测量，是一 种适用性很强的液位计。 一般来说，智能雷达液位计是 由发射器和天线组成，不同的型号，所采用的接收器与天线都存在着一定的差异。 天线是雷达传感器 的眼睛，决定了智能雷达液位计的实际应用效果。 因此， 要根据实际的测量对象，选择不同的天线系统。 一 般来说，天线的类型由天线的外形和微波的灵敏度 决定。 江西蓝恒达化工有限公司采用的是西门子SITRANS LR250 型智能雷达液位计，SITRANS LR250 型智能雷达液位计具有 25GHz 脉冲雷达物位变送器。 本次雷 达 液 位 计 安 装 在 高 2.4m、 长 0.96m、 材 质 为16MnR 的椭圆卧式罐上，经初步设置参数后，液位计在试运行期间发现液位在较低时波动较大并且 有时出现无信号现象。 

 

2 智能雷达液位计低液位时不准原因分析

2.1 在与液位计厂家技术交流沟通后， 并结合现场实际运行工况，初步分析，造成低液位不准确的原 因：

2.1.1 本次安装液位计由于是利用原有孔洞，原有孔 洞立管高度为 80mm, 而智能雷达液位计为 50mm 直径 的，导致噪音基线高，真实测量信号信噪比下降。

 

2.1.2 由于测量的是椭圆卧式罐， 底部回波复杂，罐 底呈弧形，天线发射的雷达波经金属弧面多次反射后汇集在弧顶，由于是多次反射，时间较真实回波 的反射时间较长，这样就会产生多个低于真实液位 回波的虚假回波， 而且钢板的反射效果比液氯好，虚假回波强于真实回波，导致液位计测量错误。

2.1.3 液氯介电常数不高，从而影响介质表面对电磁波的吸收（反射）率，致使真实回波信号强度低。

 

2.2 针对上述情况采取了如下解决办法

2.2.1 现场修改立管高度， 依据立管的非常大长度/直径比为 1:1，立管的高度修改为 50mm，这样提高真实测量信号信噪比。

 

2.2.2 TVT（动态回波抑制曲线）调整有差异，前期调 试时应用的是自动 TVT，经过观察发现抑制效果不 佳。 由于测量的是椭圆卧式罐，并且材质是 16MnR， 其回波要远远大于液氯反射回来的回波，故造成液 位在底部时出现了多重回波增加，这样仪表在进行 微波回波时间的处理时，程序会将一束时间行程较 大的回波进行错误的识别，以为这个回波才是测量 回波，从而导致计算出来的上空距离出现差错。 针 对这种情况，经过与液位计厂家技术沟通后，决定 使用手动修改 TVT 参数对其进行虚假回波的抑制, 整个量程范围一共分为 40 个点位， 根据 DCS 系统趋势分析 1~18 点位（高液位）时趋势平稳，故略微下调 TVT 参数提高信号可信度。 19~38 点位（中低 液位） 时信号比较弱为了增强信号可信度， 故将TVT 参数修改更低，39~40 点位（特殊点位）时由于金属罐底回波太强超过实际液位回波， 故提高 39~40 的 TVT 参数， 低于 39~40 的 TVT 的回波都不会 被接收，这样屏蔽了金属罐底的虚假回波。

 

2.2.3 由于现场液氯介电常数不高，在仪表参数中材 料一项选择低介电常数液体，这样液位计的反射性 更好，信号也得到增强，同时结合现场进出料的速 率， 修改相应速率由原来的 0.1m/min 修改为 0.5m/min。

 

 3 优化前后的效果

3.1 优化前的液位趋势

3.2 优化后的液位趋势

3.3 由图 1 可见， 液位计在未做优化前液位在 20%时，出现较大的锯齿波动并且还出现间断性无液位 现象。 发现图 1 现象后现场通过更改原有液位计的 立管高度及调整仪表参数后， 由图 2 可见液位在12%时也未发现锯齿波动且液位趋势较好， 达到了 运行要求，目前智能雷达液位计运行正常。 

 

4 结束语

智能雷达液位计测量利用飞行时间原理确定到液 位表面的距离。 设备发出信号后等待回波，通过时 间与到液位表面的距离成正比来计算液位的高度。

 

雷达液位计能否正确测量， 主要依赖于回波的信 号。 因此，为了确保智能雷达液位计所测量的准确性，同 时也为了确保生产过程的安全性，技术人员要对生产现场深入了解，同时对智能雷达液位计技术不断的学习和总结，这样才能确保回波信号的准确性，降低智能雷达液位计的故障率， 保证智能雷达液位计的高精度、 高可靠的稳定运行。