雷達物位計在化工裝置上的應用
摘要： 介紹了雷達液位計的工作原理,，儀表特性,、安裝要求等,，并經(jīng)過在長煉催化劑廠的實際應用，得出一些真實數(shù)據(jù),，證明了該類儀表在液位測量中的可行性及可靠性。對煉油,、化工裝置物位測量儀表的選用提供了參考依據(jù),。
關鍵詞：
傳感器與數(shù)據(jù)采集
雷達物位計
Abstract：
Key words :
容器的物位測量和控制是石油化工生產(chǎn)過程中最普遍的儀表自動化應用項目之一。它不僅關系到工藝過程的平穩(wěn)操作和安全生產(chǎn),，而且對產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的控制至關重要,。物位測量儀表多種多樣，如以往采用的有超聲波,、靜壓式,、阻旋式、射頻導納式等等,。
催化劑生產(chǎn)中有些貯罐的工況比較復雜,，如存在著粉塵多,，蒸汽彌漫、結(jié)垢,、攪拌等諸多對物位測量的不利因素,，導致儀表故障率高、維護量大,、在線檢修困難,、使用周期短、測量效果不盡人意,。為解決此類問題,，長煉的工程技術人員進行了許多探索。近年來,，隨著科學技術的發(fā)展,，一種新的物位計—雷達式物位計的采用解決了此類問題，本文通過現(xiàn)場調(diào)研的材料,，對雷達物位計的應用作一總結(jié)分析,。
一、雷達式物位計
1 雷達式物位計的構(gòu)成
雷達式物位計主要由天線,、發(fā)射和接收裝置,、信號處理器、操作面板,、顯示,、報警等幾部分組成。
2 雷達式物位計的工作原理
（1）PULSE脈沖技術
這種技術就是由雷達頭發(fā)射一個脈沖信號,，并測量從發(fā)出到接收回波的時間,。這種技術根本上是一種模擬技術。
（2）FMCW(Frequency Modulated Continue Wave),，調(diào)頻連續(xù)波技術
這種技術不是測量時間,。雷達頭發(fā)射連續(xù)變化的頻率信號，雷達信號被液體表面反射后,，天線接收回波,。由于信號頻率在改變，回波與信號發(fā)射瞬間的頻率不同,，該頻率差正比于自雷達頭到液面的距離,。FMCW技術就是測量這種頻率差，這是一種數(shù)字技術,。
（3）導波雷達
導波雷達物位計運用ＴＤＲ原理(時域反射原理),，ＴＤＲ發(fā)生器產(chǎn)生一個沿導波桿向下傳送的電磁脈沖波，當遇到比先前傳導介質(zhì)(空氣或蒸發(fā)氣)介電常數(shù)大的液體表面時,，脈沖波會被反射,。用超高速計時電路來計算脈沖波的傳導時間,，電磁脈沖波傳輸距離ｓ=ｖｔ，從而達到精確液位測量,。
3 雷達式物位計的特點
（1）連續(xù)準確的測量
雷達式物位計不受溫度,、壓力、氣體的影響,，與介質(zhì)表面無接觸,，快速且精確地測量不同介質(zhì)的物位。
（2）安全且節(jié)能
雷達式物位計不但可以在高溫高壓下進行測量而且極準確安全且節(jié)省能源,，雷達式物位計的發(fā)射功率只有每平方厘米幾個微瓦，因此可以不受任何限制將其應用于各種場合,。在實際應用中,，通過金屬外壁就可將雷達信號完全屏蔽。雷達式物位計使用的材料的化學性和機械性都相當穩(wěn)定,，而且材料可以再循環(huán)利用,。
（3）無需維修且可靠性強
雷達波不受干擾，由于雷達式傳感器的各部件均不能被拆開而且沒有機械磨損,，所以雷達式物位計可以被應用于各種場合,。通過使用高級材料，雷達式物位計對于極復雜的化學和物理條件都很耐用,，它可以提供準確可靠且長期穩(wěn)定的模擬量或數(shù)字量物位信號,。
（4）幾乎可以測量所有介質(zhì)
雷達信號是否可以被反射，取決于兩個因素：被測介質(zhì)的導電性,，被測介質(zhì)的介電常數(shù),。所有導電的介質(zhì)都能很好地反射雷達信號，雷達傳感器可以測量所有介電常數(shù)大于1.5的介質(zhì)（空氣的介電常數(shù)是1）,，盡管介質(zhì)的導電性不是很好,，也能被很準確地測量。
二,、雷達物位計的應用
化工裝置尤其是催化劑工藝生產(chǎn)過程中液態(tài)介質(zhì)的儲存,、交換、沉淀,、升溫反應等都離不開容器中物位的檢測,，以前長煉催化劑廠物位測量主要采用以下儀表：浮子鋼帶物位計、靜壓/差壓液位計,、超聲波液位計等,。浮子鋼帶液位計安裝復雜，精度不高,，維護量很大,，許多由于年久失修逐漸被淘汰,。靜壓/差壓液位計有是罐內(nèi)投入式安裝，有的是罐外單法蘭或雙法蘭安裝,，測量時如果介質(zhì)溫度及密度發(fā)生變化,，會使測量結(jié)果產(chǎn)生較大誤差。超聲波液位計是非接觸測量儀表中較常用的一種,，價格較適中,，比較適合催化劑罐體中腐蝕的液體的測量，但是,，有些罐體溫度高,、蒸汽大、有些帶有攪拌,，液面波動較大,，對這些槽罐的液位測量，超聲波液位儀表不能正常工作,。因此,，多采用人工檢尺的原始方法，很繁瑣,，尤其是在氣候惡劣的條件下,，給工人帶來不安全因素。隨著催化劑生產(chǎn)技術水平的提高,，為適應化工裝置DCS系統(tǒng)中的儀表自動化的要求,，長煉催化劑廠大NAY裝置、LAY裝置和超穩(wěn)裝置分別選用了雷達物位計測量罐體物位,，2001年至今在以上裝置共安裝投用了45臺雷達物位計,，主要用于催化劑生產(chǎn)中攪拌罐液位的檢測。應用情況表明,，雷達物位計在化工裝置各類液態(tài)介質(zhì)不同工藝條件下均能實現(xiàn)液位的自動檢測,，具有很大的優(yōu)越性，進一步提高了催化劑的生產(chǎn)自動化水平,，成效顯著,。
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