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1、雷达液位计选型手册（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑 完整版实用资料，欢迎下载）使用说明 :1、上表中的每一行对应一个具体工况,后面的绿色表示这个工况下可以选用的款型;2、雷达物位计对工况非常敏感,上表中从 “介质上方”“介质表面”“介质本身”三个工况维度进行3、只有同时满足上述三个维度的款型才能是最终选型结果;4、如果没有同时满足上述三个维度的条件,那么就表示对应工况不适合使用雷达物位计; 用的款型;质本身”三个工况维度进行列举。实际选型时,一般需要从这三个工况维度逐个筛选; 雷达物位计;西门子雷达液位计在复杂工况中的测量试验SITRANS LR400 在化工应用实验中的一次出色表现化
2、工行业对仪表的需求量非常大，但也是对仪表要求最为苛刻的行业之一。由于在化工中往往会存在高温、高压 / 真空、腐蚀性强、粘度大、过程工艺复杂等要求，因此在很多化工领域中依然存在很多无法解决的难题。通过 Siemens 的雷达液位计为解决一家化工厂的液位测量难题而作的一次成功的试验，证明了 Siemens LR400 出类拔萃的性能在化工领域中具有广阔的应用前景。SITRANS LR400 作为 Siemens 雷达物位仪表中的一款高端产品，其优异的性能在水泥、电力、钢铁等行业中被广泛应用并被证实为测量固体介质的最佳选择。虽然 LR400 在固体测量领域中已具有突出的表现，但很少应用在液体测量领域
3、，尤其是化工行业。这里介绍的是，LR400 在化工行业中的一次应用实验中的令人吃惊的成功表现。客户为一家南方的醋酸纤维公司，测量的介质是含有醋酸、水、各种矿碴等混合介质，主要特点是粘度极大，接近于沥青；有大量蒸汽；压力不到 1 Bar。以前该客户一直使用双法兰差压变送器来测量罐内的液位，但是由于测量介质粘度很大，因此这种测量方式的维护量很大，而且仪表的使用寿命很短。因此长期以来，该 客户试用了很多物位测量仪表，都无法很好地解决这一难题。基于 LR400 雷达液位计在沥青的液位测量应用中的很多成功的案例，我们向客户推荐了 SITRANS LR400 来解决这一难题。但是，由于其复杂的罐内结构和测
4、量介质的物理特性，无法采用安装导波管等措施来改善测量效果。从客户提供的介质情况看，介质的特性 (介电常数) 没有很大的问题。由于雷达液位计采用微波反射的测量原理，因此蒸汽对于雷达的测量没有大的影响。在这一工况中，最大的问题是其复杂的罐内结构 (见图1)，如何避开罐内复杂的加热盘管来得到正确的液位测量值是这次试验的主要目的。该过程罐高约 8m，直径约 3m 左右，内部有很多复杂的加热盘管结构。罐的底部和中间位置 (离罐顶约 4m) 都有三层呈同心圆形状排列的加热盘管，最大的圆形加热管直径约 100cm，圆形加热管之间的间距约 20cm，上下圆形加热盘管之间还有格栅连接；而且在离罐顶约 11.5m
5、 的中间位置处，有两根上下重叠的横管。客户在之前的实验中发现，LR400 的测量停留在中间位置 (离罐顶约 4m) 时，无法对加热盘管等障碍物下面的液位进行测量。对于这样复杂结构的过程罐，即使是最有经验的工程师都不会有充足的信心。所以，这次实验，无论是客户还是作为西门子来说，都没有一定成功的把握。分析了客户的实际情况后，发现安装位置的选择非常重要，最后选择的位置是在近圆心的位置，离圆心 5860cm 的人孔，之所以不选择中心位置，主要是为了避开中间的加热横管形成的固定干扰影响。在人孔上临时安装了 LR400 后，上电，在稍稍旋转了一个角度 后，令人惊奇的发现，LR400 能测量到自雷达液位计以
6、下约 6.8m 的目标，用投尺从安装位置测量罐的高度，测得 7.7m，也就是说LR400 已经“突破”两根横管和第一层的圆形加热盘管的影响，测量到了最底部的盘管。在稍后的注水过程中，LR400 在全过程中的表现依然稳定且准 确。用 PDM 全程记录了 LR400 整个实验过程中的回波图形发现，水位的回波信号非常强，能够从回波图形中看到加热盘管的干扰存在，但基本上对水位的回波信号的影响不大。整个实验过后，客户非常满意 LR400 的表现，也对 LR400 产生了很大的兴趣。虽然，由于种种原因无法进一步测试 LR400 的实际使用效果。但是，LR400 在如此复杂的工况中能有如此表现，已经是非常令
7、人吃惊的了。我们有足够的理由相信：如果能够合理的选择应用 LR400，它一定能在化工领域有更加出色的表现。雷达液位计在石化工业的应用朱顶峰。等雷达液位计在石化工业的应用朱顶碑雾楚华易挺（新疆大学机械工程学院，新疆鸟鲁木齐）摘要：随着石化工业的进步，低精度、接触型的液位测量仪已经不能满足储油罐的发展需求。针对这种状况，公司利用雷达测距原理研制了新一代液位测量仪。分别就液位仪的结构、原理、分类、参数设定以及选型等方面作了详细的介绍。该液位仪以其高自动化集成、高精度、高可靠性等诸多优点，在石化行业中得到了广泛的应用，并取得了良好的经济效益和社会效益。关键词：雷达液位计调频连续波中圈分类号：高精度天线
8、传感器文献标志码：，。，：（）引言随着我国对石油能源需求的急剧增加，近年来，石雷达表头雷达表头主要由以下几个部件组成。变压器整流卡件（）：油储备公司新增了许多储油罐。在能源紧缺的今天，无论石油产量计量还是贸易交接，灌区石油液位检测控制都显得极其重要。特别是石油贸易，既要讲究公平又要考虑双方利益，谁都不愿意因计量上的误差造成不必要的损失，这就对液位检测提出了更高的精度要求。但传统的计量方式达不到需要的精度，且随着灌区的不断增加，巡检和计量的任务不断增大，需要投入的人力物力也随之加大，这就对石油储备的自动化提出了更严峻的考验。高精度要求与现有设备之间的矛盾越演越烈，因此，必须找到一种测量精度高，又
9、能与石油化工自动化很好地结合的液位测量仪表。而雷达液位计则是一种较好的选择。雷达液位计提供交直流自适应式电源，它主要起到交直流转换的作用。现场通信卡件（）：负责处理与外部装置的通信，不同的现场通信卡件对应不同的协议（、等）。信号处理卡件（）：主要通过远程编程来保存特定监测器数据。模拟处理卡件（）：主要用于模拟输入信号的滤波和多路复用传输，通过使模拟电路集中在单独的卡件上，可得到极高的信噪比。（）变送器接口卡件：本质安全辅助输入需要使用此卡件。温度多路复用卡件（）：用于连接多达台的温度传感器，包括平均温度传感器和单点温度传感器。主板（）：主要用于连接各功能卡件。雷达分类根据波发射种类的不同，将其
10、分为脉冲一时域和调频连续波这类雷达。脉冲一时域：雷达发射装置发射一个固定频率雷达液位计雷达液位计结构和原理雷达液位计采用分体式结构，主要由表头与天线两部分组成。修改稿收到日期：。第一作者朱顶峰，男，年生，现为新疆大学机电工程专业在读硕士研究生；主要从事机械和仪表自动化等方面的研究。的雷达脉冲波。该雷达波以固定速度向下传播，并检测发射和接收之间所消耗的时间（发射一反射一接万方数据收之间的时间），从而计算出空高和液位。胃光速（）式中：为储油灌中介质的高度；。为罐的高度；光速为光速（即雷达波的速度）；为雷达波发射一反射一接收所用时间。这种测量不适合近距离的高精度测量。以雷达为例。它的准确度为或。因为
11、随着罐中液位的增加，空高不断减少，雷达波发射到接收的时间就会变短，计时困难，随之测量精度也会降低。因此，用测时间的办法达到高精度准确计算变得十分困难。而频率测量法能克服这一问题，所以就提出了调频连续波测量雷达。调频连续波（）：应用频差原理如图所示。图调频连续渡原理图雷达头发射雷达波不再是固定的工作频率，而是被调制成围绕基本工作频率、以固定速率连续变化的高频率信号（级）。雷达信号被液体表面反射后，天线接收回波，由于雷达波频率不断变化，使回波与新发射的雷达波的频率不同而形成频率差。差值和雷达头到液面的距离（口）成正比。基于这种频率数字信号的技术是一种数字化技术，它能够有效地提高信噪比并获得更高的精
12、度。因此，本文采用技术测量频率差，以得到准确的空高和液位值。以雷达为例，系列的液位准确度为；系列精度为。天线作用天线在雷达液位计中主要起导波的作用，它具有多种天线形式，以配合各种需求。天线具体可分为非接触式和接触式两种。非接触式天线非接触式天线包含以下几种：喇叭型天线，一般固定于拱顶罐，允许近罐壁安装；抛物面天线，适用于大量程和重组分（沥青、重油）的应用；导波管天线，使用浮顶罐导波管安装，其可拆装的导波连接单元便于人工检测；雷达、烃类、高压力条件之球罐及卧罐等。以上所有天线均为不结液型、冷凝液自动流除，从而避免影响测量自动化仪表第卷第期年月万方数据雷达液位计在石化工业的应用朱顶峰，等精度；非接
13、触式天线不与测量介质接触，在一定程度上减少了介质对它的腐蚀，延长了雷达的使用寿命。接触式天线接触式天线主要使用特制的缆线，并配套相应的雷达头，它具有高信噪比、可测量不同介质、适用于小容器密闭罐等优点，同时，接触式天线还能用于界面测量，例如测量油水分界面。与其它液位计的比较测量液位的方法很多种，最常用的是静压测量、差压测量，但是它们容易受密度的影响；音叉测量只能做限位开关，不能用于实时监测；电浮筒受密度影响较大，因结构原因，量程一般只在以内；放射性测量辐射太大，对操作者身体有害。而雷达液位计摒弃了上述仪表的缺点，更体现自身在实时监控和人性化方面的优点。雷达液位计现已广泛应用于石油化工、电厂等行业
14、。雷达液位计与石油化工自动控制雷达液位计的参数设定雷达选型现场情况包括选型时必须确定待测介质、压力、温度等参数，具体参照普利特公司选型手册。计量时，选用脉冲时域雷达液位计系列，准确度为；若用作贸易交接，那就必须选择高准确度级雷达，如系列，其精度为；如果对准确度要求不高，能满足测量即可，可以尽量选用价格便宜的雷达。安装因为雷达液位计都采用分体式，所以在安装上相对来说比较简单。该液位计的安装方式主要分为两大类。机械安装：机械安装主要是把天线法兰或者螺纹方式固定在入孑上，但须保证天线正下方无干扰物。安装时尽量靠近罐的边缘，天线起着隔离介质与雷达表头的作用，安装时在两个配对法兰之间加配套的密封垫片，以
15、防止介质挥发泄漏。电子安装：电子安装主要是电子部分（电源和信号）的接线，雷达的一般接线分为两种，其中一种是防爆接法，主要有两根电源线和两根信号线；另一种是本安接法，主要接本安输出、继电器输出、模拟输入、现场显示单元（）。组态组态相对比较复杂，组态主要采用软件。一般用户只需设置几个关键的参数：罐高、量程（液位计量程必须和设成一致，否则雷达液位计在石化工业的应用朱顶峰，等是，信号线需不需要供电应根据雷达具体型号而定。无源器件需供直流电，反之则不需供电。如新疆石河子玛和气田雷达突然间出现没有输出、现场表头也不显示的状况，检测人员测其电源电压为，而信号电压为，怀疑电源供电不足；但询问故障时现场情况，对
16、方告之前几天有打雷，猜测电子模块中二极管或电容可能被击穿旧。但经过长时间检测，证明电子模块部分都正常；最后怀疑电源电压出现问题，决定接上交流电进行试验，结果表头有显示，而接在供电模块上无显示。经过反复查验，原来是供电模块与端口之间的保险有松动，造成电源功率不足，因而雷达不能正常工作。一个小小的故障牵涉到的不单单是仪表本身的问题，而关系到了整套控制系统。因此，解决雷达故障要求服务人员必须了解生产工艺和整套控制系统。干扰信号故障青海格尔木炼油厂瓦斯柜液位计出现故障时的波形如图所示。上显示的液位就会和雷达不匹配）、介电常数、盲区、所使用的天线类型和尺寸，其余参数已经在出厂时已经设置，用户按默认即可，
17、详细设置请参考相关资料。在石化自动控制中的作用雷达液位计在整个系统中具有举足轻重的作用。它用来采集介质的液位数据，并在雷达信号处理模块中进行初步分析处理（包括滤除干扰信号、进行计算等），同时通过模块传输数据至中控室，将数据交由做进一步监测控制”。如图所示是灌区雷达的一个控制系统，多台雷达的液位信号线汇总到现场总线接口单元，再连接到机柜（如果需要对现场信号线进行本安隔离，那么先通过安全栅，再传输至的端子）。此时通过监视器就可以实时监控灌区介质液位的变化情况，并辅以灌区进出口阀门进行相应动作，从而使介质的液位维持在需要的位置上，以便实现对后续生产的保证。图雷达控制系统图雷达信号波形图雷达液位计维护
18、及其故障处理维护从图可以看出，点纵坐标显示的是液位信号强度，横坐标表示液位高度值（罐的高度减去罐上面的空气高度就是液位值），这个值就是我们所测瓦斯的真实液位；而是干扰信号，干扰信号强度明显大于液位信号强度，这就会出现假液位。处理此类故障必须充分熟悉现场情况，知道干扰所在。当时该炼油厂出现故障就是因为安装雷达时未装反射板。现场测瓦斯用的是浮顶罐（上锥形），雷达波射在罐里的锥型活塞上，造成反射波散射，即接收到的是经过几次反射的回波，这样就导致发射和接收的时间增加，空高也相应增加，液位自然就降低了。，因而在这些特定位置就会出现液位跳动。处理时，我们只需在天线下方加一块长度为的正方形钢板。为使雷达液位
19、计工作稳定、使用时间长，维护就显得十分重要。维护时，一般应注意以下几个方面。接地保护和瞬间过激电压保护：可以在雷达表头或机柜作接地保护，只要有一端接地即可。雷达一般自带过激保护功能，但安装时应做雷击保护或者尽量避开经常性雷击的地方。接线端：现场接线端子一定要进行密封隔离，以免液体侵入，造成短路或者腐蚀接线端子和电子模块，导致设备发生电子故障而影响测量。干扰信号：如果出现液位信号变弱或者干扰信号变强现象，用户首先应考虑对天线进行清洗，特别是测量介质为沥青或者挥发性物质及粉尘；其次查看天线正下方是否有障碍物。故障处理出现故障的情况有很多，这里举两个典型案例。电源故障雷达接线室包括两条电源线和两条信
20、号线。电源结束语雷达最初只作为军事用途，现在它已被广泛应用（下转第页）万方数据工业无线传感器网络管理模式的研究左芸，等上加入了冗余网关以防止网络负载过重而提早瘫痪，则采用层次型网络，使其能应用于大规模的网络。评价标准无线传感器网络管理的目标是优化网络的资源配置、降低网络系统的成本、延长网络的生命周期，最终提供持续稳定的服务，从而满足应用的业务需求。其主要涉及到网络的能量管理、网络通信安全性、拓扑管理、支持。在工业现场这个特殊的应用场合，对无线传感器网络管理模式的评价标准主要包括以下几点：能源有效性、生命周期、时间延迟、感知精度、可扩展性和网络安全。工业现场环境恶劣、干扰较多，并且对网络的可靠性
21、挑战较大。同时，网络规模的扩大会致使数据传输可靠性和实时性的降低。如何在保证网络规模扩大的同时，还能保证数据传输的可靠性和实时性，这对我们来说是一个很大的难题。实时性和能耗也存在相互制约的关系。能量消耗的减少往往伴随数据传输延迟的增加，节能和延迟的权衡关系已经成为无线传感器网络的研究重点。在集中管理方式中，网关往往成为研究的热点问题。网关附近的节点往往因为能量消耗过快而造成较早失效，从而致使整个网络瘫痪。在层次管理模式中，簇首承担了数据处理和传输的任务。如果层次管理模式采用固定簇首，整个网络能量消耗不均衡也会致使网络生命周期的缩短。理模式，使得无线传感器网络的资源配置得到优化、网络系统的成本得
22、以降低、网络的生命周期得以延长，其提供的服务质量持续且稳定。但是现在对网络管理模式的研究仍然停留在定性阶段，还需要继续定量研究，即通过建模观察网络行为和获得的参数特性，大致确定每一种管理模式的适用条件，并对算法进行改进，从而提出一种基于不同网络规模和使用场合的网络管理模式。参考文献：队：，：，（）：李建中，李金宝，石胜飞传感器网络及其数据管理的概念、问题与进展软件学报，（）：，：，：，：，：，（）：，（）：“结束语无线传感器网络在工业中的应用受到越来越多人的青睐，但对无线传感器网络管理模式还有待进一步研究；并且在不同领域的应用中，网络管理模式必须要考虑因地制宜。我们期望通过提出无线传感器网络管
23、：”（）一：彭瑜无线协议一种真正意义上的无线短程网协议的概述和比较仪器仪表标准化与计量，（）：（上接第页）于交通和仪表行业，并起着举足轻重的作用。特别是雷达液位计在灌区液位的测量，它与石油化工自动化相结合，它不仅实现了精确计量，而且也简化了整个工艺的流程，提高了生产效率。相信雷达液位计将会取代传统的机械和低精度的电子测量，成为物位测量自动化的主要仪表。参考文献陆石辉，邱瑞鑫，黄少先浅谈雷达液位计及其构成的液位测量系统中国水能及电气化，（）上的应用甘肃科技，（）：彭晶雷达液位计及其应用化肥设计，（）：厉玉鸣化工仪表及自动化北京：化学工业出版社，：一邵惠鹤，潘日芳化工生产过程计算机控制北京：化学工
24、业出版社。：张蕴端化工自动化及仪表上海：华东化工学院出版社，：慎大刚，余国贞化工自动化及仪表杭州：浙江大学出版社，：刘焕辉化工自动化仪表维检修基本知识问答北京：化学工业出版社，：郑锋，段永静，郑卫东，等雷达液位仪在重油罐液位计量万方数据雷达液位计在石化工业的应用 作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：朱顶峰， 梁楚华， 易挺， Zhu Dingfeng， Liang Chuhua， Yi Ting新疆大学机械工程学院,新疆,乌鲁木齐,830008自动化仪表PROCESS AUTOMATION INSTRUMENTATION2021,30(12)参考文献(8条)1.邵惠鹤;潘日芳 化工生产过程
25、计算机控制期刊论文-北京:化学工业出版社 19882.厉玉鸣 化工仪表及自动化期刊论文-北京:化学工业出版社 19853.彭晶 雷达液位计及其应用期刊论文-化肥设计 2000(03)4.郑锋;段永静;郑卫东 SAAB雷达液位仪在重油罐液位计量上的应用期刊论文-甘肃科技 2006(12)5.刘焕辉 化工自动化仪表维检修基本知识问答期刊论文-北京:化学工业出版社 19906.慎大刚;余国贞 化工自动化及仪表期刊论文-杭州:浙江大学出版社 19917.张蕴端 化工自动化及仪表期刊论文-上海:华东化工学院出版社 19908.陆石辉;邱瑞鑫;黄少先 浅谈雷达液位计及其构成的液位测量系统期刊论文-中国水能及电气化 2007(10)本文读者也读过(10条)2. 石利琴 雷达液位计的选型及应用期刊论文-计量技术2005(7)5. 杨晨松 雷达液位计用于油罐计量期刊论文-计量技术2021(11)6. 张忠华 雷达液位计的应用会议论文-199810. 苏艳春 雷达液位仪在油品储罐液位计量上的应用期刊论文-石油工业技术监督2002,18(12)