雷达液位计维修总结

雷达液位计的工作原理及结构

雷达液位计由发射和接收装置、信号处理、天线、显示等部件组成，雷达液位计外形如下图所示。

其采用发射→反射→接收的工作模式。雷达液位计的天线发射出电磁波，这些波被对象表面发射后，再被天线接收，电磁波从发射到接收的时间与到液位的距离成正比，电磁波的传输速度为常数，则可算出液位到雷达天线的距离，从而知道液位的实际高度。

雷达液位计故障检查判断及处理

根据现场经验，雷达液位计本身出故障的概率并不高，大多数故障都是由于现场使用环境恶劣引发的；在检查处理故障中应先对现场的仪表及部件进行检查，必要时进行整改，如改善雷达液位计的安装方式及条件，都会减少故障的发生。

(1)液位有变化但显示为一固定值不变化

当容器将排空或将满时，雷达液位计仍输出一个明显与液位变化不相符的信号，容器内液位将满时显示仍为一个低液位值。产生该故障的原因如下。

①雷达液位计天线或天线附近有附着物，会产生干扰回波，天线上积聚有过多的污物会对微波产生强烈的反射，使雷达液位计显示一个固定的高液位值。只要清理天线和天线附近的污垢及附着物，并擦拭发射天线后，故障大多能消除。

②罐内有障碍物或固定物件，导致微波会有很强的反射，此时查看回波强度的数值都较大。故障大多发生在空罐状态时，先试用软件进行处理，目的就是抑制干扰回波，屏蔽虚假信号。注册干扰回波，把当前所测的回波作为虚假回波注册到回波列表中，注册后障碍物或罐内固定物件会引起干扰回波或者采用“近现场抑制”功能来消除故障，通过设置近现场抑制距离，使仪表将此范围内的回波注册为干扰回波不进行测量。安装法兰的焊缝、天线或天线附近有挂料，效果较好。最有效的措施是重新选择雷达液位计的安装位置，或与工艺联系对罐内障碍物或固定物件进行整改，以杜绝故障的发生。

(2)液位显示有偏差

液位显示为一固定偏差时，先检查罐高的设置是否正确，使雷达液位计的零点与工艺的参考零点一致。还应检查标尺液位与上位机的量程是否相同，不知道显示仪的量程时，可通过雷达液位计动态设置的试验功能，使雷达液位计分别输出 4mA 和 20mA 查询来解决。先核实罐的高度，再检查基本参数的设置是否与罐高一致。可断电重启试试能否恢复正常，否则只有拆下发射头检查天线上是否附有冷凝水，有冷凝水或污物，将其清理及擦干净，再安装上观察是否正常，必要时进行一次回波搜索。

(3)液位显示波动

工艺液位正常，可通过修改雷达液位计时间常数，增加雷达液位计的阻尼时间来解决显示波动。天线上有冷凝水或水珠，搅拌机使被测液位表面剧烈起伏，雷达液位计安装在下料口上方，都会是容器内的干扰回波增强，使液位显示波动。天线上有冷凝水珠，可采取断电重新启动的方法试试，没有改观只能将发射头拆下，把天线上的冷凝水擦干净，或重新捜索回波。显示波动时考虑最多的是线路接触不良、有电磁干扰、电子电路有问题等；但不要忽视了显示仪表或 DCS 卡件的影响，如有的 DCS 卡件带负载能力不足，会出现工艺液位正常，但仪表显示值频繁波动的故障。有时拔插一下卡件就可能恢复正常，否则应更换通道或卡件。

(4)液位显示最大

产生此故障大多是雷达液位计发射天线或隔离窗下面有水珠或污物。拆下雷达液位计，用干净柔软的棉布擦干天线或隔离窗下面的水珠或污物，重新启动一般都可恢复正常。擦洗雷达液位计发射天线、要用柔软的棉布蘸酒精、汽油等溶剂擦洗，不能用碱性溶剂擦洗。发射天线被脏污的原因及处理方法如下：

①容器内蒸汽冷却后形成的水珠附在发射天线上，阻碍了微波的发射。可采用隔离装置，有的厂采用特氟龙的隔离装置，取得了较好的效果。该材料既不妨碍微波的发射，又能起到隔离作用；隔离装置按一定方式安装后，可以将容器内的蒸汽与发射天线隔离，同时使附着在隔离装置上的冷凝水在形成后按一定形式分布，达到不影响微波发射之目的。

②设备使用搅拌电机时甩浆，使安装套管及发射天线脏污，结垢。只要搅拌电机转动，都会扬起浆液，这是无法避免的。结垢问题可通过加大套管直径来解决，大直径套管结垢程度达到影响发射波在时间上要远大于小直径套管。而大直径的套管结垢达到一定程度后，在重力作用下，部分结垢会自行脱落。

③雷达液位计安装不规范也会造成本故障，天线没有伸出套管、套管的直径太小、管壁粗糙有焊缝等，都有可能造成较多的干扰回波。通常可增大上盲区，用雷达液位计的满罐处理功能对参数进行设置，没有效果应考虑重新定位安装。天线上结垢或污物较少时，回波强度会减弱，只是偶尔跳至最大，通常采取断电重启；或者用回波重新搜索功能，从雷达液位计所测的多个回波列表中，选择和实际液位相近的回波作为表面回波，就有可能使雷达液位计恢复正常。天线上结垢或污物积聚严重时，有可能造成回波的强度低于门限值，在平稳条件下设置门限值为表面回波的 20%较妥。如果用软件处理无法恢复，只有拆下对天线上的结垢或污物进行清理。天线结垢或附有污物属于常见问题，定期清理天线上的结垢及污物，会使该类故障大大减少。

(5)液位显示最小

空罐时显示值不为零，如雷达液位计显示失波报警参数符号，大多是空罐时雷达表面回波信号丢失。可利用显示面板重新搜索回波；或者用雷达液位计的空罐处理功能，处理靠近罐底部表面回波丢失的情况，如果表面回波丢失，本功能会使变送器显示零液位。雷达液位计量程选择很重要，若雷达液位计的实际量程过小，空罐时回波信号丢失，应重新核实量程，或选择尺寸大一些的天线。有时工艺液位已快要满罐，但仪表却显示一个很低的液位，由于液位升高时罐内多重回波增加，而雷达液位计把一束时间行程较大的回波识别为测量回波，导致计算结果错误。应修改现场抑制距离，屏蔽虚假信号，来消除多重回波的影响。

(6)雷达液位计常见故障

雷达液位计常见故障产生的原因及处理方法见表。

雷达液位计维修实例

[实例 1]加热器上用的雷达液位计，怎么调表都没有作用。

[故障检查]检查发现出厂时的门槛电压设得太低，仅有 200mV。

[故障处理]调高门槛电压后顺利完成了调表工作。

[维修小结]门槛电压要根据工况信号强度来定，一般为 400-600mV。为了排除工况产生的杂波干扰，大多是减小增益，使正常信号波有所减弱，但过低后波峰低于门槛电压线时就无返回信号。

[实例 2]雷达液位计的显示为最大。

[故障检查]检查发现石英窗下面有水珠。

[故障处理]拆下罩子法兰和石英隔离窗法兰，用软布蘸酒精将石英玻璃擦干净，雷达液位计显示恢复正常。

[维修小结]雷达液位计发射天线或隔离窗下面有水珠或污物，通常用水冲洗后大多能恢复正常。天线石英沾上了物料或污物，必须进行清洗。在清洗过程中不要拆开石英固定螺钉，不要用尖嘴钳，以免损伤石英表面的涂层。装回石英隔离窗法兰时，石墨不锈钢缠绕垫圈要换用新的。

[实例 3]雷达液位计在空罐的情况下显示有 50%的液位。

[故障检查]断电重启故障依然，调整“min level offset”没有作用，有人提议把另一台的参数复制过来试一试。

[故障处理]参数复制过来后，雷达液位计正常。

[维修小结]本例属于设置有问题故障。是人为还是什么原因引起的设定参数变化，到底是个别参数变化了还是几个参数变化了，谁也说不清楚。本例仅介绍一种故障处理方法。

[实例 4]工艺的丙烯液位正常，但新装的 E+H 导波雷达液位计显示 60%不再变化。

[故障检查]断电试了一下没有效果，询问后知道调试人员怕麻烦设置时没有做抑制。

[故障处理]决定在低液位时进入 MAPPING 菜单做抑制，完成后雷达液位计显示恢复正常。

[维修小结]虽然雷达的电磁波不依赖介质传播，但是对介质的介电常数很敏感，如果两种介质介电常数相差很少，反射波能量会很小，当两种介质介电常数相差很大时，本例中丙烯的介电常数较低，大部分的电磁波能量被反射，没有足够的能量到达液位并产生反射，导波雷达液位计接收的是反射回波；水蒸气、介质结晶，雷达天线下的一些污物都会导致一定能量的回波，这样的回波就是干扰信号，做抑制就是把这些回波屏蔽掉，在容器没有液位时做抑制，效果最好，干扰都被屏蔽也就保证了测量的准确性。

[实例 5]工艺液位正常，雷达液位计的显示升到一定值后变化缓慢直至无变化。

[故障检查]仪表的设置参数正常。拆卸连接法兰时，发现导波管内有微压力，判断导波管上部有气体。

[故障处理]开气相补偿孔处理，后液位计恢复正常。

[维修小结]本例雷达液位计系顶部安装方式，容器为常压，为了有较好的测量效果，在容器内设置了 DN80 的导波管。使用中导波管上部慢慢积聚有气体，液位升高时造成导波管上部的气体憋压，液位升高时憋气压力也在慢慢升高，这就是液位变化缓慢的原因，当液位上升到一定位置后就不可能再上升了。

[实例 6]乳化沥青罐倒罐检修时，工艺人员反映雷达液位计不准确。

[故障检查]检查接线及供电均正常，断电重启故障依然，到现场拆下天线擦拭后无改观，但天线对着设备围栏时显示有变化，判断仪表正常。拆天线入孔有很多呛人的气雾冒出来，跟平时不一样，决定与工艺联系。

[故障处理]与工艺落实才知道，进入罐中的是其他罐检修吹洗的污油，油中还夹杂有铁锈等杂质，这类介质雷达液位计无法测量。只有待工艺吹扫完才能安装使用。

[维修小结]在处理故障前曾查看 DCS 的液位趋势曲线，液位突然为最大，接着又大幅波动，数十秒后显示变为 85cm，后来又变为零，再也不变化。本例在处理故障中忽视与工艺的联系，耗费了时间和精力。

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