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2023 - 01 - 16
我们有一些用户选择雷达液位计是用来应用在电厂中的,其中也不乏有在使用过程中出现测量误差的情况。所以小编想从这个角度分析一下雷达液位计在电厂中出现误差是什么原因,以及根据雷达液位计的测量原理来说,它本身出现误差又是什么原因引起的。雷达液位计到底是根据什么进行测量的?其实是雷达天线发射窄微波脉冲,这些脉冲通过天线向下传输。微波撞击被测介质表面后,反射回来再次被天线系统接收,信号传输到电子线路部分自动转换成物位信号。那么根据这个原理我们可以总结出一个结论,导致雷达液位计产生测量误差的主要因素是电磁波在环境中的传播速度。介电常数是介质的一个特性,它影响电荷相互作用力的大小,介电常数越大,两个电荷之间的作用力越小。某种介质的介电常数与真空介电常数的比值称为相对介电常数,它是一个无量纲参数,在利用电磁波检测物料的液位时,被测物料的相对介电常数非常重要它会影响电磁波的传播速度,对于相对介电常数较低的被测材料,电磁波的部分能量会进入材料内部,其余部分能量会从材料表面反射回来。当介电常数εr以某电厂为例,雷达液位计主要用于罐体和地坑,大部分仪表的测量精度要求为很高。该电厂一个系统的水箱液位测量使用了雷达液位计用于某系统中的储罐液位测量。当液位下降到低设定值时,打开补水阀,当液位上升到高设定值时,关闭补水阀。仪器测量环境良好,无泡沫、粉尘、液位波动、结晶等现象。该罐体上层介质为氮气,氮气是无色无味的气...
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2026 - 09 - 12
在化工储罐、仓储料仓、消防储罐等工业场景中,为实现液位、料位、界位精准监测,常出现单罐多雷达、多罐密集布雷达的近距离安装工况。高频雷达液位计凭借高精度、免维护、适应性强的优势被广泛应用,但多台雷达天线间距极小、探测波束重叠、罐体金属壁强反射的场景下,极易出现雷达信号互相串扰、同频干扰问题,直接引发测量数据跳变、虚假回波、液位失真、量程缩短甚至设备失效等故障,严重影响储罐计量、安全监控与自动化系统稳定运行。本文深度剖析罐体雷达同频串扰成因,结合现场施工与设备调试经验,整理一套可直接落地、分层落地的全维度干扰规避方案。一、罐体雷达近距离串扰的核心成因区别于开阔场景雷达干扰,罐体密闭金属环境下的多雷达串扰具有干扰强度大、叠加性强、排查难度高的特点,核心诱因主要分为三点:1. 同频/近频信号重叠,信道冲突工业雷达液位计多采用固定窄带工作频段,同型号、同批次设备默认中心频率一致。多台雷达近距离安装时,发射的高频电磁波频谱完全重叠,接收端无法区分自身回波信号与相邻雷达的发射信号,直接产生同频串扰,形成无效干扰回波。2. 罐体金属腔体反射,干扰叠加放大储罐为全金属密闭腔体结构,雷达发射的电磁波无法向外扩散,会在罐壁、罐顶、物料表面多次反射、折射。相邻雷达的干扰信号会通过金属罐壁耦合传播,形成多路径叠加干扰,即便两台雷达间距数米,仍会出现明显信号串扰,大幅加剧干扰影响。3. 近距离波束交叉,信号串...
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2021 - 12 - 16
当前,一辆普通家用轿车上大约安装了近百个传感器,而豪华轿车上的传感器数量多达200个,那么作为未来主流的智能电动汽车,其自动驾驶系统需要多少传感器来支撑呢?  近两年,我国自动驾驶技术不断迭代和突破,自动驾驶的卡车、矿车、物流园区车、巡逻车、出租车,陆续出现在日常的生产和生活中。新的技术在被人们所认知的过程中,也在进行着商业化测试,探索未来的商业化运行模式。  得益于政府政策的大力推动、公路基础设施建设的全面提速、新兴企业的相继涌现,中国自动驾驶产业无论在核心技术还是在场景应用层面都在快速蝶变,正在成为全球自动驾驶创新中心。来自中国的实践成果,都将为全球自动驾驶产业发展贡献宝贵经验。  专家指出,自动驾驶的广泛应用有利于节省一部分劳动力,并给不便开车的人带去便利。而且自动驾驶汽车其行驶模式更加节能高效,能够缓解交通拥堵及空气污染。  当前,一辆普通家用轿车上大约安装了近百个传感器,而豪华轿车上的传感器数量多达200个,那么作为未来主流的智能电动汽车,其自动驾驶系统需要多少传感器来支撑呢?  传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展,让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官,让物体慢慢变得活了起来。  目前感知方面最大问题就是测量精度和多传感器融合,主流的传感器还是超声波雷达,少部分车型采用了超声波雷达+摄像...
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雷达料位计的技术原理及应用故障处理方法

发布日期: 2021-04-23
浏览人气: 546

  料位是工业生产中的一个重要参数。测量料位的方法有很多。根据不同的工作条件和介质,可以使用不同测量原理的料位仪。几种常用的料位测量仪器,如吹制法、静压式、浮球式、重锤式、超声波等,都有各自的特点和适用范围。雷达料位计采用先进的雷达测量技术,以其优异的性能显示其性能,特别是在搅拌、高温、大蒸汽、强腐蚀性介质、易结疤等恶劣测量条件下,在工业生产中发挥着越来越重要的作用。


  一、原理和技术性能


  雷达波是电磁波的一种特殊形式,雷达料位计利用电磁波的特殊性质来检测料位。电磁波的物理特性与可见光相似,传播速度等于光速。频率为300MHz-3000GHz。电磁波可以穿透空间蒸汽、灰尘等干扰源,遇到障碍物容易被反射。被测介质的电导率或介电常数越好,回波信号的反射效果越好。


  雷达波频率越高,发射角越小,单位面积能量(磁通量或场强)越大,波衰减越小,雷达料位计的测量效果越好。


  1、雷达料位计的基本原理


  雷达料位计的组成:主要由发射接收装置、信号处理器、天线、操作面板、显示器、故障报警器等组成。


  发射-反射-接收是雷达料位计的基本原理。雷达传感器的天线以波束的形式发射z小于5.8GHz的雷达信号。反射的信号仍然由天线接收,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和物体水平成正比。


  即h=H–vt/2,其中h为料位;H为沟槽高度;v为雷达波速;t为雷达波发射到接收的间隔时间;


  2、用雷达物位计测量料位的先进技术;


  (1)新回波处理技术的应用


  从雷达料位计的测量原理可知,雷达料位计是通过处理雷达波从探头传到介质表面再返回探头的时间来测量物位的,反射信号中混有很多干扰信号。因此,真实回波的处理和各种虚假回波的识别技术成为雷达料位计精确测量的关键因素。


  (2)测量数据的处理:


  由于受液位波动、随机噪声等因素的影响,检测信号中必然夹杂着大量的噪声。为了提高检测的准确性,必须对检测信号进行处理,以尽可能消除噪声。


  经过大量实验,该数据平滑方法能够取得令人满意的结果。这种方法也能有效地克服罐内搅拌器对测量的影响。


  (3)雷达料位计的特点:


  由于雷达料位计采用了上述先进的回波处理和数据处理技术,具有雷达波频率高、穿透性能好的特点,因此雷达料位计的性能优于接触式料位计和类似的非接触式料位计。在恶劣条件下可连续准确测量。


  操作简单,调试方便。


  准确、安全、节能。


  无需维护,可靠性高。


  几乎所有介质都可以测量。


  二、安装应注意的问题


  (1)当测量液体材料时,传感器的轴和介质的表面保持垂直;测量固体材料时,由于固体介质会有堆积角,传感器应倾斜一定角度。


  (2)尽量避免器件在发射角度引起假反射。特别是在天线Z附近的1/3锥形发射区域需要避开障碍物装置(因为障碍物装置越近,假反射信号越强)。如果不可避免,建议使用折射板将过于强烈的虚假反射信号折射掉。这样可以降低假回波的能量密度,传感器可以很容易地滤除假信号。


  (3)避开进料口,避免假反射。


  (4)传感器不应安装在拱形罐的中心(否则传感器接收到的虚假回波会增强),也不应安装在离罐壁很近的地方。最佳安装位置为容器半径的1/2。


  (5)避免安装在涡流强的地方。例如,由于搅拌或强烈的化学反应,建议使用波导管或旁通管进行测量。


  (6)如果传感器安装在连接管上,天线必须从连接管伸出。喇叭天线伸出连接管至少10毫米。棒状天线的连接管的长度z大于100或250毫米。喷嘴直径z小250毫米。可以采用增大喷嘴直径的方法来减小喷嘴引起的干涉回波。


  (7)关于波导天线:波导内壁必须光滑,下方开口的波导必须达到要求的Z低液位,以便在管道中测量。传感器的模板应与波导管开口的轴线对齐。如果测得的介电常数小于4,则需要在波导管的末端安装一个反射板,或者将波导管的末端弯曲成一个弯头,以折射来自容器底部的反射回波。


  三、应用中的问题及解决方法


  由于传感器安装位置和条件不当,某些工作条件下使用的雷达料位计存在一些问题。将提出以下解决方案供您参考。


  1、探测结疤和常见故障的解决方案


  一种方法是升高探头安装位置,但有时当安装条件有限,无法升高时,料位测量值应与罐内泵联锁解决这一问题:将Z高料位设定值降低0.5m左右,当料位达到Z高值时,停止给水泵或启动排水泵。


  2、雷达料位计液泛的相应改进措施


  解决这个问题的办法是将雷达料位计改为导波管式测量。波导雷达料位计仍然安装在原来的开口处,波导比排气管高0.2m左右,这样即使浆液从排气管溢出,料位计的天线也不会被浆液淹没,避免了搅拌器涡流的干扰和探头出来的大量蒸汽,减少了对探头的损坏。同时,由于波导良好的聚焦效果,接收到的雷达波信号更强,达到了良好的测量效果。采用波导测量方法可以改善仪器的测量条件,提高仪器的测量性能,具有很高的推广应用价值。


  3、关于泡沫对测量的影响:


  干泡沫和湿泡沫都能反射雷达波,对测量没有影响;中性泡沫吸收和扩散雷达波,严重影响回波的反射甚至没有回波。当介质表面为厚泡沫时,测量误差较大或无法测量。在这种工作条件下,雷达料位计没有优势,这是其应用的局限性。


  4、天线结疤的处理:


  低介电常数的悬挂材料在干燥状态下对测量没有影响,而高介电常数的悬挂材料对测量有影响。压缩空气可用于吹扫(或用清水冲洗),冷却的压缩空气可降低法兰和电气部件

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