VF03導波雷達液位計的維護調(diào)試與常見故障解決

李紅麗

(南陽石蠟精細化工廠，河南 南陽 473132)

Hycontrol VF03系列導波雷達液位計已廣泛應用于石油、化工及電力等行業(yè)的液/料位測量，是依據(jù)時域反射原理(Time Domain Reflectometry，TDR)設計制造的，其工作原理是電子倉發(fā)射的電磁脈沖以光速沿鋼纜或探棒傳播，當遇到被測介質(zhì)表面時，部分電磁脈沖將反射，介質(zhì)表面到法蘭的距離同脈沖在其間的傳播時間成正比，由此計算出空高，進一步計算出液位?；夭ǖ臉O性和振幅取決于上層介質(zhì)與下層介質(zhì)的介電常數(shù)。一般情況下，上層的介質(zhì)為氣體，其介電常數(shù)接近1.0，下層被測介質(zhì)的介電常數(shù)較高。VF03導波雷達液位計用于測量的優(yōu)勢在于，電磁脈沖的傳播時間和物位測量精度不受被測介質(zhì)的介電常數(shù)、濃度(密度)、壓力和溫度的影響。由于鋼纜、探棒的導向作用，電磁脈沖的衰減非常小，泡沫、粉塵、蒸汽和容器的形狀都不會影響測量結果。

筆者著重介紹Hycontrol VF03系列導波雷達液位計的日常維護、調(diào)試方法和常見故障的分析與處理。

1 日常維護①

Hycontrol VF03導波雷達液位計通電大約30～60s后才能正常工作。日常檢查維護主要是查看電源電壓和輸出電流是否正常。如果投運后儀表沒有輸出，則應檢查電源是否真正接上，并檢查保險絲是否燒壞。

使用隔離式安全柵時，必須保證安全柵的輸出開路電壓達到24V(DC)，否則液位計不能正常工作。維護時，儀表輸入部分不要短路，如果進行拆、接線，必須先把儀表的電源關斷。VF03導波雷達液位計剛上電時的輸出電流有一個從小到最大(22mA)，之后逐步下降到最小(0mA)再返回測量值的過渡過程，此過程大約50s，這期間不利通信，在進行回路電流(電壓)檢測時也要注意這個情況，以免誤判。這也是VF03導波雷達液位計區(qū)別于其他儀表的顯著特點。

VF03導波雷達液位計表頭內(nèi)部的使用溫度為-45～+55℃，在使用中，當被測介質(zhì)溫度過高，且環(huán)境溫度較高時，需注意表頭的內(nèi)部溫度，在接近允許值時，需使用儀表風對雷達表頭吹風降溫。

2 參數(shù)調(diào)試

VF03導波雷達液位計在投運前，需要根據(jù)實際工況進行參數(shù)設置與調(diào)整。 所需的調(diào)試工具有：安裝了調(diào)試軟件(PCSTAR 2V 2.01)的筆記本電腦、網(wǎng)關(HART-RS232轉換器)和設置電阻(240Ω)。

將設置電阻串入儀表回路，確保VF03導波雷達液位計的負載電阻不大于750Ω；網(wǎng)關的HART端接設置電阻兩端，網(wǎng)關的RS232端接PC的串口。液位計上電，PC開機。然后雙擊PC界面的“PCSTAR 2V 2.01”快捷圖標，進入調(diào)試軟件。按F2進行通信連接，文字框提示連接成功后出現(xiàn)設置主界面，如圖1所示。

圖1 VF03導波雷達液位計設置主界面

在如圖1所示的主界面中，可以清晰地看到該液位計的測量值、指示值和液柱高度。按F2進入?yún)?shù)表，可以查看和設置參數(shù)，如圖2所示。其中，盲區(qū)指靠近過程法蘭附近測量不精確的區(qū)域，因此設定一個上盲區(qū)，阻止液位計在這個區(qū)域測量，出廠設置值為0.40m，修改該數(shù)值時建議不要低于此值；時間常數(shù)用于濾波設置，為了防止數(shù)據(jù)跳變，使測量數(shù)據(jù)更穩(wěn)定，范圍為1～100s，出廠設置值為5s。

圖2 VF03導波雷達液位計的基礎參數(shù)設置畫面

正常情況下，現(xiàn)場調(diào)試設置的參數(shù)要求為：量程下限(Scale Min)和量程上限(Scale Max)要與上位機對應；修改罐高(Tank Height)參數(shù)使顯示的液位與實際檢尺液位一致；修改纜長(Probe Length)略小于罐高；設置盲區(qū)(dead zone)。

修改參數(shù)后，按F6將新參數(shù)發(fā)送到儀表。有時3個參數(shù)或一個參數(shù)修改后發(fā)送給VF03導波雷達液位計，返回的信息VF03未接收或接收部分參數(shù)，這種情況可再次進行發(fā)送操作，直到修改的參數(shù)全部接收為止。

3 故障分析與排除

在實際使用過程中，VF03導波雷達液位計的故障率相對較低，除了因安裝位置不合適、所測介質(zhì)的湍動及氣泡等因素，日常出現(xiàn)的故障主要從3個方面分析排查。

3.1 通過查看波形判斷

在主界面按F7進入示波界面，并點F4刷新，可獲取最新的波狀態(tài)，如圖3所示，顯示物位真實回波的大小、位置和門檻電壓的大小。

圖3 VF03導波雷達液位計的波形

從示波界面上可以看到回波波形，噪波大的工況可以通過F11適當提高門檻電壓(門檻電壓是在示波界面可以看到的比較平滑的曲線，是識別反射脈沖的準線，在主界面按F11進入修改界面，通過修改它可以屏蔽干擾或者選擇液位脈沖有效)抗干擾；測量值有時跟蹤液位有時丟失液位，導致趨勢曲線呈折線，原因可能是門檻電壓偏高，當物位回波強時跟蹤液位，當回波弱時丟失液位而導致曲線呈現(xiàn)最大值，此時可酌情降低門檻電壓。通常，門檻電壓的起始值為500mV。

如果門檻電壓高于真實回波，或者噪波高于門檻電壓，需調(diào)整門檻電壓值。退出此窗口，同時按F11進入動態(tài)參數(shù)界面，修改門檻電壓。首先點擊Modify(修改)，然后在Threshold后的框中輸入所需的門檻電壓值，再點Save(保存)即可。然后點F7，按F4刷新，查看門檻電壓是否已更改。如果未更改，則按以上步驟再重新操作，直至修改后的門檻電壓更改即可。

當有雙波出現(xiàn)時，要考慮測量介質(zhì)是否為易結晶體，在液面下降后，仍有殘留物懸掛在纜繩上導致假波，此時需清理纜繩。

3.2 查看故障報告

在主界面按F8(F7-Markers)查看故障報告：畫面顯示項后面指示為1時，代表這一項故障?？筛鶕?jù)提示進行相關處理，如圖4所示。

圖4 導波雷達液位計故障報告畫面

通過查看故障報告，可分析VF03導波雷達液位計是否存在故障并鎖定故障項，有針對性地進行檢查。

配有GPX的VF03回路中，當GPX接線倉進水時回路存在較小漏電流，不影響通信，但易造成誤判。其顯著特點是：DCS屏上趨勢曲線漂浮不定，回路電流大于正常值(測量顯示大于正常值)，而GPX顯示正常值。此時需清理并進行干燥處理。

測量值不準確時，可以根據(jù)檢尺液位調(diào)整罐高設置，修改罐高參數(shù)(零點與工藝要求的參考零點一致)即可消除固定偏差，輸出電流值隨修改而變化。需要注意的是，量程不得大于罐高，否則為非法設置，界面會出現(xiàn)出錯提示；而且量程(標尺)參數(shù)一定要與二次表(上位機)的量程相同，否則會出現(xiàn)變動偏差。

修改時，如果不知道二次表(上位機)的量程，可通過動態(tài)設置(F11)的試驗功能使VF03分別輸出4、20mA查詢。此方法也可用于罐旁顯示儀的現(xiàn)場調(diào)試。

合理設置纜長，可以屏蔽纜繩末端的異常反射干擾(如屏蔽重錘反射和罐底物體反射)，使測量跟蹤液位。

能夠通信而提示無回波的故障，可能是發(fā)射針與纜繩上端接觸不良。此時需要到現(xiàn)場拆卸表頭，重新安裝、緊固即可。

3.3 液面不穩(wěn)

當出現(xiàn)液面不穩(wěn)定的工況時，可以通過修改時間常數(shù)，增加儀表濾波阻尼性能的方法，保證輸出電流的穩(wěn)定。

4 結束語

Hycontrol VF03系列導波雷達液位計廣泛應用于石油及化工等生產(chǎn)領域的物位和液位測量，充分了解其工作原理、日常維護方法、參數(shù)設置和調(diào)整步驟與注意事項，將有助于保證其測量精度和長周期運行。筆者匯總了常見故障現(xiàn)象與排除方法，希望能對同行的工作有所幫助。