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雷达料位计曲线回波测量品质的评价方法
发布日期:2018/8/29 16:23:47
1.雷达料位计的测量原理和主要技术因素
雷达料位计是利用微波测距原理来测量物位的智能仪表。雷达料位计主要由天线、发射和接收装置、信号处理器、操作显示面板等几部分组成。发射天线向被测目标发射微波,被测目标反射的微波被接收天线接收,信号处理器将发射信号与接收信号比较计算出被测距离,并可算出相应的物位值。雷达发射天线到被测目标的距离h由下式决定:
h=t*v/2
式中,t为微波脉冲来回传播时间;v为微波传播的速度(光速)。于是我们得到物位值H:
H=L-h
式中,L为发射天线到料仓或罐底部高度。由于微波在传播途径上有衰减和干扰反射,故测量的关键是能接收到较强的反射回波信号,并识别出其中的
有效回波。影响雷达料位计测量品质的主要因素有
(1)接收的回波能量大小与物料表面的介电特性有关,介电常数£高,反射率高,得到的回波强度也高:介电常数£低,物料会吸收部分微波的能量,同波强度也较低。为用于介电常数较小的物料,可使用缆绳和导波管,由此来传递发送和接收的微波,增强了回波的信号
(2)接收的回波能量大小与天线的发射和接收效率以及天线辐射功率有关,所以雷达料位计的天线选择很重要,现有的天线除喇叭口和棒状天线外,还有平面天线和抛物面天线。所以针对不同测量介质、测量环境、测量量程来选择不同的雷达天线能有效提高测量精度和抗干扰性能。
(3)在实际使用过程中会有许多干扰因素如蒸汽、粉尘、泡沫、介质堆角、搅拌产生的被测介质表面倾斜、介质对测量部件表面的粘附等会对回波产生干扰,影响测量结果。这种情况下一是注意安装雷达料位计时要避开干扰源,二是可通过软件设置来排除干扰回波和假回波。
雷达式料位计属于非接触测量的物位测量仪表,怎样评价其测量品质呢?当其工作不稳定或者测量误差较大时我们如何找出故障原因呢?ZUI好的方法就是通过获取其下作过程中的回波曲线图加以分析并结合现场实际情况来了解它的实际工作状态,找出故障原因,对症下药采取相应的调整措施。
2雷达料位计的测量品质的评价方法
物位测量大量使用了雷达式料位计,其中德国VEGA产品使用最多,使用效果ZUI好,下面就以VEGA的雷达式料位计为例谈谈怎样通过回波曲线图并结合现场实际情况来进行雷达式料位计测量品质评价及故障原因
●被测介质表面与雷达式传感器的距离是2.679m;
●测量范围:0.2~8.2m;
●此吋测量回波的振幅约80dB;
●探测线(黑色)的位置约35dB
回波的纟色对值为45dB。
分析这台雷达料位计的回波曲线图可知,测量回波
振幅很大,且没有明显干扰回波信号,说明这台雷达式料
位计工作稳定,抗干扰性能强,测量品质很好。
被测介质表面与雷达式传感器的距离是4.775m
●测量范围0~14.5m;
●此吋测量回波的振幅约45dB;
●探测线(黑色)的位置约35dB;
●回波的绝对值为15dB
分析这台雷达料位计的回波曲线图可知,虽然没有明显强干扰回波信号,但由于测量回波振幅偏小,抗干扰性能较差,所以测量数据不稳定,测量品质一般。结合现场实际情况,我们发现这个现象是由于料仓中漂浮的大量煤粉尘和粘附在雷达天线上的煤粉使发射和接受的雷达波产生了较大衰减而造成的,于是我们通过在雷达天线处加装吹扫压缩空气解决了这个问题。所以在有干扰源(例如蒸汽、粉尘、泡沫、被测介质表面倾斜、介质对测量天线表面的粘附等)的情况下,雷达料位计应选择发射功率大、发射角度小、聚波好的抛物面形天线,并采取相应防尘措施就能使测量回波振幅较大,抗干扰性强
分析这个回波曲线图可知,测量回波振幅较大,但有几个明显强干扰回波信号。在这种情况下,当有效测量回波的振幅比干扰回波的振幅小或相近时,肯定会使传感器识别某个的虚假回波而产生错误测量。产生强干扰回波信号产生的原因很多,主要的几种如下
●如传感器安装的位置距离料仓的仓壁过近,测量波传输的过程中碰到了料仓壁上的凸起部位而产生虚假回波
●如传感器安装的位置距离料仓的进料口过近,下料过程对测量波传输干扰而产生虚假回波;
●传感器测量波的传输路径没有避开料仓内部的构件,如人梯、加强筋等,因此产生虚假回波。
结合现场实际情况,我们调整了这台雷达料位计的安装位置并加装了万向节(可适当调整传感器的测量方向),避开了强干扰源,消除了干扰回波对测量的影响。
通过分析雷达料位计的回波曲线图可以准确了解其工作状态,再结合现场实际情况就可准确获知处于非正常工作状态的雷达料位计的故障原因,对我们采取有针对性的改进措施有极大帮助。所以,分析回波曲线图是一种很好的评价雷达料位计测量品质的方法。
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