液化石油儲(chǔ)罐液位計(jì)（雷達(dá)液位計(jì)）是一種新型液位測(cè)量?jī)x表，在石油化工行業(yè)的應(yīng)用特別很是廣泛。

液化石油儲(chǔ)罐液位計(jì)（雷達(dá)液位計(jì)）的測(cè)量原理
在雷達(dá)液位計(jì)的工作模式中，主要涉及了三個(gè)環(huán)節(jié)，即發(fā)射、反射和接收。雷達(dá)液位計(jì)開始進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候，其自身的天線會(huì)發(fā)射電磁波，這些電磁波在被天線重新接收之前，會(huì)經(jīng)過被測(cè)對(duì)象的表面反射。自發(fā)射到重新接收，期間所用的時(shí)間與被測(cè)對(duì)象的距離是成正比的，其關(guān)系式為：D=CT/2。其中，D、C、T分別表示的是雷達(dá)液位計(jì)到液面的距離、光速和電磁波運(yùn)行時(shí)間。通常情況下，電磁波的傳輸速度都是常數(shù)，這樣，在明確了電磁波自發(fā)射到接收所用的時(shí)間之后，便可以準(zhǔn)確的計(jì)算出原油儲(chǔ)罐中液位的具體情況。
就目前雷達(dá)液位計(jì)應(yīng)用的現(xiàn)狀來看，常見的方式主要有調(diào)頻連續(xù)波式和脈沖波式兩種。這兩種方式的液位計(jì)都有其各自的特點(diǎn)，前者功耗大，電子電路較為復(fù)雜，而且必須采用四線制。后者則是功耗較低，精確度高，可采用二線制。因此，雖然以上兩種方式都比較常用，但是應(yīng)用范圍更廣的還屬脈沖波式液位計(jì)。

雷達(dá)液位計(jì)的特點(diǎn)
雷達(dá)液位計(jì)之所以受到諸多油田企業(yè)的青睞，主要是因?yàn)樵摐y(cè)量方法相對(duì)于其他方法來說，具有諸多優(yōu)勢(shì)。首先，雷達(dá)液位計(jì)是一體化設(shè)計(jì)，在具體使用過程中，各個(gè)機(jī)械之間不會(huì)出現(xiàn)磨損的情況，使用壽命較長(zhǎng)。其次，雷達(dá)液位計(jì)在測(cè)量過程中其天線所發(fā)射出來的電磁波，在傳輸?shù)倪^程中不會(huì)受到任何介質(zhì)的阻礙，不但能夠及時(shí)測(cè)量，而且測(cè)量的結(jié)果精度高。再次，雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量范圍很大，大可以達(dá)到35m左右，可以適用于高溫、高壓的液位測(cè)量。后，雷達(dá)液位計(jì)中所涉及到的天線，所采用的都是高質(zhì)量的材料，具有較強(qiáng)的抗腐蝕性，即使在極其惡劣的環(huán)境下，也能夠正常使用。

浮頂罐雷達(dá)液位計(jì)的選擇
浮頂罐雷達(dá)液位計(jì)的選擇主要包括兩項(xiàng)內(nèi)容，即天線的選擇與供電電壓的選擇。目前，可供雷達(dá)液位計(jì)選擇的天線類型主要有錐形天線、導(dǎo)波管陣列天線和拋物面型天線幾種。由于原油浮頂儲(chǔ)罐的構(gòu)成介質(zhì)中，涉及到鋼制浮盤，因此，如何透過浮盤來對(duì)儲(chǔ)罐內(nèi)的液位進(jìn)行有效測(cè)量便成為了液位儀表選擇所面臨的一項(xiàng)主要問題。根據(jù)之前對(duì)普通儲(chǔ)罐天線選擇的經(jīng)驗(yàn)來看，天線發(fā)射電磁波信號(hào)的能力以及抗*力與其尺寸是有直接關(guān)系的，尺寸越大，其發(fā)射電磁波的能力就越強(qiáng)，抗*力也隨之增強(qiáng)。反之，則越弱。由此可見，在三種可選天線中，效果的應(yīng)該是拋物面型天線，但這種類型的天線只適合普通原油儲(chǔ)罐，對(duì)浮頂罐卻不適合。經(jīng)分析，根據(jù)浮頂罐的特點(diǎn)，應(yīng)該選擇帶有導(dǎo)波管的雷達(dá)天線。利用這種類型的天線對(duì)液位進(jìn)行測(cè)量，可以用導(dǎo)波管穿過浮盤進(jìn)行直接檢測(cè)，輕松的解決了上述問題。事實(shí)證明，此種方法不僅能夠直接對(duì)液位進(jìn)行測(cè)量，而且其測(cè)量結(jié)果也非常精確[2]。
其次是對(duì)供電電壓的選擇，一般來說，原油儲(chǔ)備庫都具有一定的規(guī)模，這主要是由于儲(chǔ)罐的直徑較大所導(dǎo)致的。在這種情況下，即使儲(chǔ)備庫設(shè)置了控制中心和遠(yuǎn)程控制單元，那么也不可避免會(huì)有超過1km的信號(hào)電纜存在，從而導(dǎo)致線路壓降過大。因此，為了確保雷達(dá)液位計(jì)的正常使用，對(duì)于供電電壓的選擇，應(yīng)該選擇在220VAC供電的雷達(dá)液位計(jì)。

雷達(dá)液位計(jì)常見的故障以及可能存在的緣故原由介紹
1.測(cè)量值存在誤差
故障表現(xiàn)為實(shí)際液位和測(cè)量值的變化趨勢(shì)*，但數(shù)值不相等。這是一種常見的、較單純又容易消除的故障。采用傳統(tǒng)的繩測(cè)法測(cè)量真實(shí)的上空距離，如果實(shí)測(cè)值與儀表顯示上空距離相*，證明儀表本身品質(zhì)沒有問題。由雷達(dá)液位計(jì)的工作原理可知，實(shí)際液位由空罐距離E減去測(cè)量參考點(diǎn)到介質(zhì)表面的距離D求得，因而空罐高度必須準(zhǔn)確無誤才能保證測(cè)量準(zhǔn)確可靠，所以，在標(biāo)定前必須實(shí)地測(cè)量，以取得真實(shí)的數(shù)據(jù)。如果儀表接入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，還應(yīng)檢查儀表滿量程參數(shù)和計(jì)算機(jī)組態(tài)數(shù)據(jù)是否*。
2.測(cè)量值明顯失真
故障表現(xiàn)為液位變化而測(cè)量值恒為常數(shù)，當(dāng)儲(chǔ)罐排空或?qū)M時(shí)儀表保持一個(gè)明顯的假料位，也或者表現(xiàn)為槽罐內(nèi)物料將滿時(shí)顯示彈回一個(gè)低值。造成這類故障的通常是以下原因：
(1)天線結(jié)疤。厚而濕的結(jié)疤會(huì)對(duì)微波產(chǎn)生強(qiáng)烈的反射，使儀表測(cè)量值保持一個(gè)恒定的高液位值。
(2)料排空時(shí)天線或附近的凝聚物產(chǎn)生干擾回波。
(3)物料排空時(shí)槽罐內(nèi)固定組件引起強(qiáng)烈回波。針對(duì)上述情況應(yīng)采取以下方法進(jìn)行解決：
(1)仔細(xì)清理天線和天線附近的附著物。
(2)激活并合理地設(shè)置“窗口抵制”距離。“窗口抑制”也稱為“近現(xiàn)場(chǎng)抑制”，此功能用以消除安裝法蘭焊縫、天線或其附近掛料對(duì)測(cè)量的影響，是優(yōu)化測(cè)量的一種有效手段。它通過設(shè)定近現(xiàn)場(chǎng)抑制距離，儀表將此范圍內(nèi)的回波注冊(cè)為干擾回波不進(jìn)行測(cè)量。
(3)進(jìn)行“固定組件回波抑制”。雷達(dá)液位計(jì)除了由軟件智能濾除干擾回波外，還可以通過注冊(cè)干擾波的方法進(jìn)行固定組件回波抵制。
(4)槽內(nèi)物料將滿時(shí)儀表顯示一個(gè)較低的料位，是由于液面升高槽內(nèi)多重回波增加，程序處理時(shí)將一束時(shí)間行程較長(zhǎng)的回波錯(cuò)誤地識(shí)別為測(cè)量回波，從而計(jì)算出較大的上空距離。針對(duì)這種情況，應(yīng)修改近現(xiàn)場(chǎng)抑制距離，以消除多重回波的影響。
3.測(cè)量值波動(dòng)
在槽內(nèi)由于攪拌介質(zhì)表面劇烈起伏，或是因?yàn)橄铝鲜沟貌蹆?nèi)臨時(shí)性干擾回波增強(qiáng)，從而測(cè)量值波動(dòng)。除了改善應(yīng)用參數(shù)(激活浮點(diǎn)平均曲線算法)，激活近現(xiàn)場(chǎng)抑制，增大輸出阻尼外，還應(yīng)檢查儀表的安裝位置，或是考慮安裝更大規(guī)格的天線。
根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，如果是卡件供電的兩線制儀表，還應(yīng)檢查DCS模擬量輸入卡件是否有足夠的帶負(fù)載能力。沉降160槽雷達(dá)液位計(jì)曾出現(xiàn)被測(cè)液面平穩(wěn)但測(cè)量值劇烈波動(dòng)的故障，在進(jìn)行全面檢查后確定是DCS系統(tǒng)的AI卡帶負(fù)載能力不夠。將儀表由卡件通道供電改為外供電方式，測(cè)量信號(hào)經(jīng)隔離器送入卡件，儀表故障消失。
4.失波
故障表現(xiàn)為儀表出現(xiàn)“失波”錯(cuò)誤或死機(jī)。在對(duì)低介電常數(shù)液體進(jìn)行測(cè)量時(shí)，因?yàn)橐后w的反射能力弱，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)失波的現(xiàn)象，但在氧化鋁行業(yè)不存在液體反射能力弱的問題，因此失波多是由于旋渦、湍動(dòng)的液面、稠而厚的泡沫使得雷達(dá)波擴(kuò)散或被吸收，因而回波微弱甚至沒有回波。對(duì)待這種情況，應(yīng)根據(jù)容器內(nèi)工藝特性設(shè)定*的應(yīng)用參數(shù)。采取以上措施沒有明顯效果的話，應(yīng)改換安裝位置或更大尺寸的天線，以增強(qiáng)回波強(qiáng)度。使用導(dǎo)波管或旁通管是解決失波現(xiàn)象頻繁的有效方法，但安裝工作量大，而且不適于易結(jié)疤料漿。

雷達(dá)液位計(jì)是目前各類液位測(cè)量?jī)x表中適用范圍較廣、測(cè)量較精確、維護(hù)較方便的一種。隨著價(jià)格的進(jìn)一步降低，性價(jià)比的提高，應(yīng)用將會(huì)越來越廣泛，在液位測(cè)量中發(fā)揮越來越重要的作用。優(yōu)化測(cè)量，首先應(yīng)從選型、安裝等根源處著手，再在使用中采取*的消除干擾措施，才能大限度地降低儀表故障的發(fā)生機(jī)率，真正體現(xiàn)其可靠、高精度的特點(diǎn)，為生產(chǎn)過程控制提供精準(zhǔn)的依據(jù)。