雷達(dá)液位計(jì)在熔融硝酸銨液位測(cè)量過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題分析和解決方法

邵永超　魯會(huì)清

摘 要：生產(chǎn)過(guò)程中硝銨槽液位經(jīng)常出現(xiàn)虛假液位且測(cè)量數(shù)據(jù)大幅跳動(dòng)的現(xiàn)象，如不及時(shí)處理將直接影響到生產(chǎn)的安全，甚至導(dǎo)致停車。但該液位計(jì)在靜態(tài)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)穩(wěn)定，未見(jiàn)波動(dòng)。文章對(duì)其工作原理進(jìn)行了介紹并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用過(guò)程中出現(xiàn)的故障現(xiàn)象進(jìn)行了詳細(xì)分析，給出了排除方法。

關(guān)鍵詞：生產(chǎn)過(guò)程；雷達(dá)儀表；測(cè)量故障；排除方法

前言

中間槽及熔融槽液位的準(zhǔn)確測(cè)量及控制是硝基復(fù)合肥生產(chǎn)工藝過(guò)程中重要的參數(shù)之一，由于熔融硝酸銨濃度在98%以上，極易出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象。為保證溶液不結(jié)晶，其溫度控制在175℃左右的高溫，槽內(nèi)存在一定的高溫蒸汽。對(duì)采用接觸式測(cè)量原理的液位計(jì)有很大的影響。因此，我公司采用了非接觸式的雷達(dá)液位計(jì)。

1 工作原理

雷達(dá)液位計(jì)采用發(fā)射-反射-接收的工作模式。雷達(dá)液位計(jì)的天線發(fā)射出電磁波，這些波經(jīng)被測(cè)對(duì)象表面反射后，再被天線接收，電磁波從發(fā)射到接收的時(shí)間與到液面的距離成正比，關(guān)系式如下：

D=CT/2

式中：D-雷達(dá)液位計(jì)到被測(cè)液面的距離；C-光速；T-電磁波運(yùn)行時(shí)間。

雷達(dá)液位計(jì)記錄脈沖波經(jīng)歷的時(shí)間，而電磁波的傳輸速度為常數(shù)，則可算出液面到雷達(dá)天線的距離，從而知道液面的液位。

該雷達(dá)液位計(jì)采用脈沖微波技術(shù)，其天線系統(tǒng)發(fā)射出頻率為6.3GHz、持續(xù)時(shí)間為0.8ns的脈沖波束，接著暫停278ns，在脈沖發(fā)射暫停期間，天線系統(tǒng)將作為接收器，接收反射波，同時(shí)進(jìn)行回波圖像數(shù)據(jù)處理，給出指示和電信號(hào)。

2 測(cè)量過(guò)程中出現(xiàn)的故障現(xiàn)象、波形及故障分析

我公司的兩臺(tái)PSWL61雷達(dá)液位計(jì)安裝在中間槽和熔融槽，兩個(gè)液位測(cè)量出現(xiàn)了在“工藝循環(huán)”過(guò)程中測(cè)量值大幅度跳動(dòng)的情況。

由于循環(huán)過(guò)程中，被測(cè)液面是波動(dòng)的，以上面這個(gè)例子，距離的測(cè)量值是0.4m，回波振幅是80dB，黑色的探測(cè)線在0.4m的位置已經(jīng)達(dá)到78dB左右，0.3m的位置已超過(guò)80dB，在被測(cè)液面達(dá)到或超過(guò)0.3m時(shí)，測(cè)量回波將被黑色的探測(cè)線淹沒(méi)。這時(shí)，有效回波丟失，傳感器將把后面的多重回波（虛假回波）作為測(cè)量值。這就是測(cè)量值跳動(dòng)的原因。

如果在傳感器的安裝位置升高一定高度，如0.5m，同時(shí)加粗安裝接管、法蘭至DN150PN16，液位達(dá)到最高時(shí)，距離也可以控制在0.7～0.8m的位置，從回波曲線圖看，0.7m的位置，黑色的探測(cè)線也就是70dB左右，有效回波如果還是80dB時(shí)，我們就可以保證其有10dB的絕對(duì)值，這樣就可以保證有效回波處于高液位時(shí)不丟失，測(cè)量也就會(huì)恢復(fù)正常了。

3 故障排除

根據(jù)以上的分析，我公司對(duì)液位計(jì)的安裝高度、測(cè)量管進(jìn)行了改進(jìn)。經(jīng)過(guò)此次改進(jìn)，在以后的生產(chǎn)過(guò)程再未出現(xiàn)測(cè)量液位的大幅跳動(dòng)現(xiàn)象。

4 結(jié)束語(yǔ)

我公司通過(guò)對(duì)雷達(dá)液位計(jì)現(xiàn)場(chǎng)使用過(guò)程中的故障原因分析，找到了影響其測(cè)量導(dǎo)致出現(xiàn)虛假回波而產(chǎn)生測(cè)量數(shù)據(jù)波動(dòng)的因素，并最終消除了這種影響，為今后同類儀表的使用提供了一定的參考。