论文部分内容阅读
摘 要：随着仪表自动化及信息技术的发展，我国大部分油气集输中转站上的大型储罐液位仪表，由传统的机械式现场操作测量的方式逐步向智能化测量方式进行技术改造，本文详细介绍了大型储罐液位仪表智能化应用经验，着重总结了技术改造过程中雷达液位仪表应用经验。
关键词：雷达 液位 电磁波 反射
一、概述
近年来大多数石油企业为了减少企业员工劳动强度，降低用工成本以及避免登高下低等危险作业内容，在油气集输过程中的储罐液位智能化测量技术越来越受到人们的普遍关注，同时伴随着自动化与信息技术的发展，雷达传感器、电磁波传感器等新技术的出现，储罐物位自动计量已进入智能化、高准确率时期。相比新型智能化雷达液位检测仪表，传统储罐检测存在着检测方法陈旧、检测误差大、维修调试困难、故障率高等诸多问题。一是传统人工检尺方法属于定点测量，不能保证始终处于連续测量，并且人工操作繁琐，尤其在高处作业等危险作业条件，会带来一些不安全因素；二是浮力式液位指示误差大，且经常存在转动部件卡死、导向套管弯曲等故障发生，无法及时反映液位的变化；三是钢带液位计首次安装要求较高，且计量精度随着使用年久、机械摩擦影响较大，四是远传双法兰差压液位变送器测量方式常常正负测压膜盒常常因石油重组分凝固受压受限，并且受压膜盒易腐蚀而损坏。针对上述传统的几种储罐液位测量方式的缺点，一种新型非接触式智能液位测量仪表——雷达液位仪可以有效避免上述问题的发生，并成功地解决油气集输过程中储罐液位检测存在的问题 。
二、工作原理
雷达液位计是利用超高频电磁波经天线向被测容器的液面发射，当电磁波碰到液面后反射回来，仪表检测出发射波的回波时差，从而计算出液面高度。雷达液位计主要由锥形天线，压力法兰雷达头和传送器头部等部件组成。一般雷达液位计通过法兰连接方式安装在储罐顶部，通过从储罐顶部锥形天线发射的电磁波信号传达到对储罐内液面并反射回来进行液位的测量，以“俯视”式测量时间行程通过计算来获取液位值。利用电磁波的时间行程测量原理，测量从参考点（仪表过程连接处，一般为法兰连接处）到物料表面的距离。雷达天线发出电磁微波脉冲，当脉冲遇到物料表面时会反射回来被雷达液位计另一部件接收器所接收，并将吃信号传输至雷达计算单元。雷达的微处理器分析所接收的微波信号以辨别出真实的物位回波信号，通过软件的专利计算法可达到毫米级精度，并将距离信号转化为物位信号4-20mA进行远传输出。
计算过程如下：
三、安装、维护及使用特点
雷达液位计的安装比较严格，测量液位的场合宜垂直向下检测安装。测量料位的场合，雷达波束宜指向仓底部的出料口。雷达液位计的波束中心距离容器壁的距离应大于由束射角、测量范围计算出来的最低液位出的波束半径。雷达的波束途径应避开搅拌器等其他障碍物及容器进料流束的喷射范围。雷达液位计的安装还应符合制造厂商的要求。
雷达液位计的日常检查维护主要是查看电源电压和输出电流是否正常，通电后大约需要30-60min仪表才能正常工作，如果投用后仪表没有输出，应检查电源是否真正接上，并检查保险丝是否烧坏。雷达液位计使用时是和设备连成一体的，整个系统是密封的，所以平时还应检查各部件连接处的密封情况是否良好，拆装检修各防爆结合面时，不得有划痕碰伤，不可以涂油漆，可以少量涂一些润滑油和少量防锈油。拆装检修前要切断电源。清除雷达天线的附着物时首先检查接线端子是否接触良好，是否有腐蚀或脏物，如有要清除脏物或更换端子，确保接触良好，重新安装后要随工艺设备一同气密试压，并进行校对工作。
雷达液位计是一种智能型测量仪表，采用了模块化结构和现场总线技术，实现了全数字化处理（DSP），具有良好的兼容性和开放性，并且具有自校正能力和自诊断能力，是一种新型的非接触式液位测量仪器，其使用特点是：1.液位基于介质不接触，无可动部件，工作十分可靠，故障率低，适应范围广，尤其适合高粘度、高腐蚀性介质的液位测量。2.测量精度高，安装简单，但与下方不得存在遮挡物体，否则会影响微波的发射和接收，只能安装在罐顶。3.被测介质的相对介电常数、液位的湍流状态、介质中气泡的大小，均会对测量结果产生影响。一般重油只需考虑罐内油气及安装位置的影响即可。轻油则需要考虑介质的介电常数，雷达液位计对介电常数的要求比较高。
四、技改效果总结
通过对近几年在油气集输储罐液位检测方式上的技术改造效果来看，雷达液位计的推广使用在储罐液位检测方面获得了很好的使用效果，有效避免了传统液位仪表出现的测量问题，雷达液位计因其非接触式的测量结构、操作简单、计量准确、便于管理以及能时刻了解生产动态，及时掌握集输状况。同时也实现了储罐罐存自动计量的目标，减少了计量人员的劳动强度。
关键词：雷达 液位 电磁波 反射
一、概述
近年来大多数石油企业为了减少企业员工劳动强度，降低用工成本以及避免登高下低等危险作业内容，在油气集输过程中的储罐液位智能化测量技术越来越受到人们的普遍关注，同时伴随着自动化与信息技术的发展，雷达传感器、电磁波传感器等新技术的出现，储罐物位自动计量已进入智能化、高准确率时期。相比新型智能化雷达液位检测仪表，传统储罐检测存在着检测方法陈旧、检测误差大、维修调试困难、故障率高等诸多问题。一是传统人工检尺方法属于定点测量，不能保证始终处于連续测量，并且人工操作繁琐，尤其在高处作业等危险作业条件，会带来一些不安全因素；二是浮力式液位指示误差大，且经常存在转动部件卡死、导向套管弯曲等故障发生，无法及时反映液位的变化；三是钢带液位计首次安装要求较高，且计量精度随着使用年久、机械摩擦影响较大，四是远传双法兰差压液位变送器测量方式常常正负测压膜盒常常因石油重组分凝固受压受限，并且受压膜盒易腐蚀而损坏。针对上述传统的几种储罐液位测量方式的缺点，一种新型非接触式智能液位测量仪表——雷达液位仪可以有效避免上述问题的发生，并成功地解决油气集输过程中储罐液位检测存在的问题 。
二、工作原理
雷达液位计是利用超高频电磁波经天线向被测容器的液面发射，当电磁波碰到液面后反射回来，仪表检测出发射波的回波时差，从而计算出液面高度。雷达液位计主要由锥形天线，压力法兰雷达头和传送器头部等部件组成。一般雷达液位计通过法兰连接方式安装在储罐顶部，通过从储罐顶部锥形天线发射的电磁波信号传达到对储罐内液面并反射回来进行液位的测量，以“俯视”式测量时间行程通过计算来获取液位值。利用电磁波的时间行程测量原理，测量从参考点（仪表过程连接处，一般为法兰连接处）到物料表面的距离。雷达天线发出电磁微波脉冲，当脉冲遇到物料表面时会反射回来被雷达液位计另一部件接收器所接收，并将吃信号传输至雷达计算单元。雷达的微处理器分析所接收的微波信号以辨别出真实的物位回波信号，通过软件的专利计算法可达到毫米级精度，并将距离信号转化为物位信号4-20mA进行远传输出。
计算过程如下：
三、安装、维护及使用特点
雷达液位计的安装比较严格，测量液位的场合宜垂直向下检测安装。测量料位的场合，雷达波束宜指向仓底部的出料口。雷达液位计的波束中心距离容器壁的距离应大于由束射角、测量范围计算出来的最低液位出的波束半径。雷达的波束途径应避开搅拌器等其他障碍物及容器进料流束的喷射范围。雷达液位计的安装还应符合制造厂商的要求。
雷达液位计的日常检查维护主要是查看电源电压和输出电流是否正常，通电后大约需要30-60min仪表才能正常工作，如果投用后仪表没有输出，应检查电源是否真正接上，并检查保险丝是否烧坏。雷达液位计使用时是和设备连成一体的，整个系统是密封的，所以平时还应检查各部件连接处的密封情况是否良好，拆装检修各防爆结合面时，不得有划痕碰伤，不可以涂油漆，可以少量涂一些润滑油和少量防锈油。拆装检修前要切断电源。清除雷达天线的附着物时首先检查接线端子是否接触良好，是否有腐蚀或脏物，如有要清除脏物或更换端子，确保接触良好，重新安装后要随工艺设备一同气密试压，并进行校对工作。
雷达液位计是一种智能型测量仪表，采用了模块化结构和现场总线技术，实现了全数字化处理（DSP），具有良好的兼容性和开放性，并且具有自校正能力和自诊断能力，是一种新型的非接触式液位测量仪器，其使用特点是：1.液位基于介质不接触，无可动部件，工作十分可靠，故障率低，适应范围广，尤其适合高粘度、高腐蚀性介质的液位测量。2.测量精度高，安装简单，但与下方不得存在遮挡物体，否则会影响微波的发射和接收，只能安装在罐顶。3.被测介质的相对介电常数、液位的湍流状态、介质中气泡的大小，均会对测量结果产生影响。一般重油只需考虑罐内油气及安装位置的影响即可。轻油则需要考虑介质的介电常数，雷达液位计对介电常数的要求比较高。
四、技改效果总结
通过对近几年在油气集输储罐液位检测方式上的技术改造效果来看，雷达液位计的推广使用在储罐液位检测方面获得了很好的使用效果，有效避免了传统液位仪表出现的测量问题，雷达液位计因其非接触式的测量结构、操作简单、计量准确、便于管理以及能时刻了解生产动态，及时掌握集输状况。同时也实现了储罐罐存自动计量的目标，减少了计量人员的劳动强度。