雷达液位计测量的最佳实践讨论

    雷达液位计测量系统有接触式和非接触式两种版本。接触通常非常适合小空间，并且很容易替代旧技术，如置换器和电容探头。非接触通常更适合于污垢，粘性和/或腐蚀性应用以及存在搅拌器时。目前，称为导波雷达（GWR）的接触装置稍微更普遍，主要是因为它们能够提供界面水平测量（例如油和水），以及标准的直接水平测量。但这两种格式现在都被过程工业广泛接受。

    虽然GWR在许多条件下工作并且不依赖于从平坦表面反射信号，但是在探头选择方面需要采取一些预防措施。有多种探头样式可供选择，应用，长度和安装限制会影响他们的选择。除非使用同轴式探头，否则探头不应与金属物体直接接触，因为这会影响信号。双和同轴探针容易堵塞和积聚。如果应用涉及的液体往往是脏的，粘性的或可以涂层，那么只能使用单个铅探针。对于此类应用，提供信号质量诊断的设备可以帮助用户确定是否需要清洁探头，并且只在需要时才能安排维护。通常，GWR不适用于流体流量zui小的极粘性产品。如果GWR与非常粘稠的流体一起使用并安装在旁路腔室中，则应对腔室进行伴热和绝缘以确保流动性。此外，从罐到腔室的连接和腔室的直径应足够大，以允许良好的流体流动。沥青等可能存在重涂层的应用更适用于非接触式雷达。

    对于非接触式雷达，工艺条件和安装限制都需要仔细考虑。非接触式雷达需要清晰，无障碍地观察液体表面。有一个不受限制的安装喷嘴也很重要。测量的表面需要相对平坦，而不是倾斜。非接触式雷达测量仪可以处理搅动，但它们的成功将取决于流体特性和湍流量的组合。介电特性也会影响测量。对于低介电工艺流体，大部分辐射能量会流失到流体中，留下很少的能量反射到压力计。如果液体表面是湍流，无论是搅拌，产品混合还是溅水，都会损失更多的信号。因此，低介电流体和湍流的组合可以将返回信号限制到非接触式雷达仪表。为了克服这个问题，可以使用包括独立腔室或静止井的旁通管来将表面与湍流隔离。

 

高温高压应用

    在极端温度和压力条件下的应用中，重要的是选择具有多层保护的重型过程密封和柔性组件来处理应力和所引起的力。这是为了防止泄漏并确保工厂的安全性和效率。

    当在腔室中测量非常高温的液体时，重要的是隔离和加热跟踪腔室。温度的波动改变了产品的密度和体积，然后影响了腔室中的水平。保持诸如重油之类的脏液体的温度也有助于避免在腔室内堵塞和粘附并且允许足够的流通。

    虽然雷达技术不受密度变化的影响，但介电变化可能会产生影响。对于存在沸水和高压饱和蒸汽蒸汽的锅炉和给水系统，随着水温升高，来自表面的返回信号变弱。如果不考虑这一点，饱和蒸汽会改变雷达信号的传播速度，并在与测量距离成比例的水平读数中产生误差。动态蒸汽补偿方法动态地补偿蒸汽空间电介质的变化，并将由压力和/或温度变化引起的不正确距离减小到小于2％。

    GWR的级别和接口测量已成功，但提出了一系列独立的挑战。具有较低电介质的流体必须始终位于顶部。两种液体必须具有大约10的介电差，并且必须知道上层介电值。为了进行有效的测量，还需要某些厚度的层。典型的成功应用具有基于烃的流体，其在顶层上具有约2的电介质，并且具有在底部具有超过40的电介质的水基流体。

    界面测量应用中两种流体的密度非常接近，或者使用乳化剂化学品，可以在产品之间产生相当大的乳液。这可能使界面模糊不清。具有类似电介质的重且厚的乳剂层或液体层可能对GWR造成问题，因为该技术需要不同的介电差异来检测界面。事实证明，GWR设备可以工作，但很难预测成功。可能需要手动调整雷达设备上的界面阈值，并且腔室/静止井可以帮助zui小化乳液。

    在具有大乳液的应用中，依赖于浮力效应而不是任何介电值的置换器装置跟踪乳剂层的中点并且可以提供更好的解决方案。然而，该技术的zui大缺点是它具有需要频繁清洁和更换的移动部件，从而降低了测量的可靠性并导致更大的维护成本。

 

露天和非金属罐应用

    雷达通常在露天或非金属罐装置中工作良好。但是，在某些情况下，外部干扰可能会干扰雷达信号。在这里选择具有高抗EMI能力的雷达设备非常重要，例如带有智能电流接口的GWR。对于大多数开放式油底壳和井装置，超声波流量计是一种更具成本效益的解决方案。但是，如果存在蒸汽，则低频雷达设备是首选解决方案。

 

溢出保护

    在关键级应用中，必须使用至少两级技术或设备，如果使用相同的技术，则采用投票方案。使用受工艺条件影响较小的技术，例如雷达与振动叉式开关相结合，是实现更准确和可靠测量的良好一步。

    对于雷达，大多数故障模式与信号丢失有关。高灵敏度通常会导致高可用性。通过使用双端口和直接开关技术等技术提高信噪比，实现了高灵敏度。增强的回声 - 忽略虚假回波的能力 - 以及智能软件功能也可以提高雷达的性能。一些GWR设备包含参考脉冲消除软件，该软件改善了近区（高水平区域）的测量，特别是对于低反射目标。然而，在一定水平以上，波形中的表面回波可能根本不可见，但是当水平接近顶部时，回声学用于监测信号的变化，增加了额外的保护层。这支持基本电平信号，并提供信息警告，即使电平信号丢失，电池已满。

    高级诊断是朝着正确的安全测量方向迈出的又一步。例如，在一些GWR设备中，信号质量度量标准实时通知用户探针是否被涂层。这提供了安排主动维护的机会。

 

安装陷阱

    良好的安装是雷达液位计成功的关键。安装新雷达设备时，通常在现有喷嘴上。对于仪器，该喷嘴有时可能太高或太窄。建议用户尽量减少所用喷嘴的高度。理想情况下，喷嘴应至少为2英寸，但GWR不应超过6英寸。对于非接触式雷达，天线的端部zui好稍微延伸超过喷嘴。较长的喷嘴可以与高频非接触式雷达一起使用，但它们需要没有障碍物并且平滑。

    另一个安装问题是喷嘴直接位于管道，挡板或其他障碍物上方。障碍物干扰雷达波束并成为液位测量而不是容器中的过程介质。类似地，如果进入水箱的流体流落入雷达波束的路径或探头上，则这将影响测量的可靠性。

    与所有仪器一样，雷达液位计必须根据应用需求正确配置。输入雷达信号的阈值时必须特别小心。这些将根据被测介质而变化。例如，油与雷达装置看起来与水非常不同，因此需要非常不同的阈值设置。但是，今天有很好的设置指南和功能，如测量和学习，因此在大多数情况下，只需几个步骤即可轻松实现配置。

    正确选择和实施过程级解决方案对于获得准确可靠的测量至关重要。