改進(jìn)型雷達(dá)液位計(jì)在槽體液位測(cè)量中的運(yùn)用探討

韓磊磊

摘要：改進(jìn)型雷達(dá)液位計(jì)在槽體液位測(cè)量中的應(yīng)用，是液位測(cè)量升級(jí)的重要表現(xiàn)。通過對(duì)雷達(dá)液位計(jì)運(yùn)行原理的介紹以及影響因素的分析，深層次剖析改進(jìn)型雷達(dá)液位計(jì)的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)，為改進(jìn)型雷達(dá)液位計(jì)應(yīng)用提供更多幫助。

關(guān)鍵詞：雷達(dá)液位計(jì);蒸汽量;溫度變化;導(dǎo)波管

改進(jìn)型雷達(dá)液位計(jì)在槽體液位測(cè)量中的運(yùn)用研究，是工業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)新的重要內(nèi)容，關(guān)系著工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。尤其是地下槽體，作為工業(yè)生產(chǎn)存儲(chǔ)循環(huán)液的關(guān)鍵，其輔助作用至關(guān)重要。槽體液位的精準(zhǔn)測(cè)量，屬于工業(yè)生產(chǎn)控制主要參數(shù)之一，但是雷達(dá)液位計(jì)受到內(nèi)部介質(zhì)的影響，導(dǎo)致測(cè)量被干擾，測(cè)量數(shù)值精準(zhǔn)性下降?；诖?，必須加大對(duì)雷達(dá)液位計(jì)的改進(jìn)研究力度，通過改進(jìn)型雷達(dá)液位計(jì)在槽體液位測(cè)量中的運(yùn)用，有效阻隔內(nèi)部介質(zhì)的影響，保證測(cè)量數(shù)值準(zhǔn)確，科學(xué)協(xié)助工業(yè)生產(chǎn)工藝順利完成，充分發(fā)揮出改進(jìn)型雷達(dá)液位計(jì)的作用。

一、雷達(dá)液位計(jì)運(yùn)行原理介紹

雷達(dá)液位計(jì)的組成主要包括天線系統(tǒng)、微處理器以及電子部件。其中天線系統(tǒng)在雷達(dá)液位計(jì)運(yùn)行中，及時(shí)對(duì)微波脈沖進(jìn)行發(fā)射，并立即對(duì)反射回波接收。微處理器在雷達(dá)液位計(jì)運(yùn)行中，對(duì)物位回波科學(xué)處理，及時(shí)將其中的虛假回波進(jìn)行分辨。電子部件在雷達(dá)液位計(jì)運(yùn)行中，對(duì)時(shí)間信號(hào)加以處理，有效轉(zhuǎn)換成雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量所需要的物位信號(hào)。雷達(dá)液位計(jì)具體運(yùn)行原理如下：

以天線為載體，科學(xué)捕捉被測(cè)介質(zhì)電磁波，并根據(jù)電磁波的捕捉，計(jì)算發(fā)射、反射整個(gè)過程的時(shí)間，整理相關(guān)數(shù)據(jù)后對(duì)容器內(nèi)液位準(zhǔn)確計(jì)算。天線系統(tǒng)在雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量運(yùn)行中，適時(shí)發(fā)射電磁波脈沖[1]。因?yàn)榘l(fā)射的電磁波脈沖極窄，光速傳播后迅速接觸到被測(cè)介質(zhì)，并與表面開始反射，部分能量再次回到天線系統(tǒng)中。天線系統(tǒng)與被測(cè)介質(zhì)之間距離與脈沖經(jīng)過發(fā)射、接收，這期間的時(shí)間間隔變化為正比關(guān)系。深層次剖析發(fā)射、接收時(shí)間差，同時(shí)梳理微波、波速變化等，這是測(cè)量容器介質(zhì)液位的重要過程。電磁波的傳播以光速單位完成，傳播速度高，這也增加了發(fā)射、接收時(shí)間間隔確認(rèn)的難度。正因?yàn)槿绱?，雷達(dá)液位計(jì)成為重點(diǎn)研究對(duì)象。其主要特點(diǎn)如下：

第一，不存在傳動(dòng)部件或者位移等，可以通過非接觸的方式完成測(cè)量，并且溫度、壓力或者粉塵等對(duì)其的影響比較小，適用于多種介質(zhì)類型下的物位測(cè)量。第二，雷達(dá)液位計(jì)在實(shí)際測(cè)量中沒有所謂的測(cè)量盲區(qū)，測(cè)量的精準(zhǔn)性比較高，誤差控制小，一般情況下能夠控制到1mm，若物位測(cè)量條件特殊，甚至能夠控制到0.1mm[2]。

二、雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量影響因素研究

雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量雖然抗干擾能力強(qiáng)，但是并非不會(huì)受到任何干擾，在如下情況下，雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量同樣會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)。

首先是環(huán)境溫度變化。槽體受到環(huán)境溫度變化的影響，雷達(dá)液位計(jì)表面會(huì)附著介質(zhì)結(jié)晶，這會(huì)對(duì)信號(hào)發(fā)射以及能量接收等造成影響，繼而出現(xiàn)雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量假值的現(xiàn)象，并且數(shù)值波動(dòng)大。介質(zhì)溫差的變化，測(cè)量準(zhǔn)確性會(huì)下降[3]。

其次是蒸汽的影響。槽體介質(zhì)被測(cè)量過程中，因?yàn)楦鞣矫嬉蛩氐挠绊憰?huì)出現(xiàn)蒸汽，隨著蒸汽量的加大，槽體罐壁溫度會(huì)下降，蒸汽在溫度變化下逐漸凝結(jié)，以小水珠的形態(tài)附著于罐壁。蒸汽量以及小水珠的迅速增多，逐漸形成小液滴，迅速匯集罐內(nèi)隨后掉落。掉落后還會(huì)幻化為蒸汽，凝結(jié)為小水珠、液滴，再次匯集形成循環(huán)變化。液位計(jì)在液滴的影響下，測(cè)量會(huì)出現(xiàn)明顯波動(dòng)，液滴越多波動(dòng)越大。特別是其中的電磁波，反射回波在液滴影響下會(huì)出現(xiàn)明顯的不規(guī)則現(xiàn)象，干擾信號(hào)處理系統(tǒng)的運(yùn)行。

最后是液體氣泡的影響。液體氣泡的影響主要體現(xiàn)在槽內(nèi)測(cè)量期間，液體流動(dòng)、泵出等環(huán)節(jié)，會(huì)出現(xiàn)一些氣泡，這些氣泡會(huì)干擾到雷達(dá)液位計(jì)電磁波吸收，甚至還會(huì)出現(xiàn)散射的情況，天線系統(tǒng)電磁波反射明顯減弱，雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量的準(zhǔn)確性下降。

三、改進(jìn)型雷達(dá)液位計(jì)的運(yùn)用

雷達(dá)液位計(jì)的改進(jìn)，結(jié)合上述影響因素分析，主要從以下幾方面加以改進(jìn)。原有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，為了增強(qiáng)抗干擾性，添加浮球、導(dǎo)波管。浮球主要安裝與導(dǎo)波管內(nèi)部，導(dǎo)波管安裝在液面，但是必須確保以垂直形態(tài)安裝。其中浮球應(yīng)用，需注意導(dǎo)波管直徑、浮球直徑的對(duì)比。浮球與導(dǎo)波管材料的選擇，主要參考介質(zhì)密度條件，要求不能超出介質(zhì)密度，這樣才能保證浮球成功在介質(zhì)表面漂浮，并且能夠自由上下移動(dòng)。改進(jìn)型雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量中，導(dǎo)波管必須設(shè)置開孔，主要為上部、下部。開孔中為了保證介質(zhì)雜質(zhì)不會(huì)影響到開孔狀態(tài)，提前對(duì)介質(zhì)雜質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，隨后適當(dāng)調(diào)整開孔數(shù)量。除此之外，控制浮球、容器氣壓，電磁波發(fā)射后，在導(dǎo)波管的作用下射向浮球，隨后將電磁波反射，根據(jù)浮球變化高度去確定介質(zhì)液面高度。

通過對(duì)改進(jìn)型雷達(dá)液位計(jì)的研究可以發(fā)現(xiàn)，其在應(yīng)用中增加很多明顯優(yōu)勢(shì)。簡(jiǎn)化了安裝過程，不管是開放式還是封閉式，或者是半開放半封閉的槽內(nèi)，均可以準(zhǔn)確完成液位測(cè)量。氣泡以及湍流等所造成的液面波動(dòng)，導(dǎo)波管能夠有效阻擋，將其對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確性的影響降到最低。不僅如此，改進(jìn)型雷達(dá)液位計(jì)還增加了測(cè)量套管，將介質(zhì)液面揮發(fā)面積有效控制，這樣就可以減少結(jié)晶介質(zhì)的附著，科學(xué)控制測(cè)量誤差。以運(yùn)行液位補(bǔ)償算法的方式，精準(zhǔn)計(jì)算測(cè)量數(shù)值。

改進(jìn)型雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量應(yīng)用，有效提高測(cè)量進(jìn)度，從原來的1mm調(diào)整為0.1mm，安裝在地下槽體位置，周圍環(huán)境與溫度的變化都不會(huì)影響到測(cè)量穩(wěn)定性，很大程度上提高了雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量運(yùn)行的可靠性。在此基礎(chǔ)上，減輕維護(hù)壓力，從人工到材料成本，都進(jìn)行了適當(dāng)縮減，這不僅是雷達(dá)液位計(jì)改進(jìn)的突破，同時(shí)也為工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益的增加提供了幫助。

結(jié)束語：

綜上所述，工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜，操作繁瑣，容器液位測(cè)量干擾因素眾多。雷達(dá)液位計(jì)應(yīng)用中，因?yàn)榄h(huán)境溫度的變化，介質(zhì)結(jié)晶附著于雷達(dá)液位計(jì)表面，加上蒸汽量的變化，液滴干擾雷達(dá)液位計(jì)的運(yùn)行等，造成雷達(dá)液位計(jì)測(cè)量精準(zhǔn)性明顯下降?；谶@種情況，積極對(duì)雷達(dá)液位計(jì)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，原有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，增加浮球、導(dǎo)波管，同時(shí)升級(jí)測(cè)量計(jì)算方法，強(qiáng)化雷達(dá)液位計(jì)的適應(yīng)性與抗干擾能力，保證雷達(dá)液位計(jì)運(yùn)行穩(wěn)定，測(cè)量精準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)

[1]胡發(fā)錄.雷達(dá)液位計(jì)在化工罐區(qū)儲(chǔ)罐液位測(cè)量中的應(yīng)用研究[J].化工管理，2019，516（09）：155-156.

[2]李婷.導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)在電廠液位測(cè)量的應(yīng)用研究[J].信息周刊，2019，000（008）：1-2.