什么是雷達(dá)液位計(jì)的虛假回波?
雷達(dá)液位計(jì)顯示異常,就一定是儀表壞了嗎?
現(xiàn)場很多液位跳變、數(shù)值偏高或偏低的問題,并不是儀表本身故障,而是儀表“看錯(cuò)了回波”。雷達(dá)波打到液面或料面會反射,打到罐壁、接管、掛料、攪拌器、橫梁等位置,同樣會反射。儀表真正要跟蹤的是介質(zhì)表面的回波,其他反射信號就是干擾回波,也就是現(xiàn)場常說的虛假回波。

虛假回波強(qiáng)度高,或者離真實(shí)回波太近,儀表就容易跟錯(cuò)目標(biāo)?,F(xiàn)場表現(xiàn)一般是液位顯示跳變、測量值偏高或偏低、輸出信號不穩(wěn)定。有些儀表剛投用時(shí)正常,運(yùn)行一段時(shí)間后才開始跳,很多時(shí)候不是儀表壞了,而是現(xiàn)場回波環(huán)境變差了。
1、罐內(nèi)結(jié)構(gòu)反射
罐內(nèi)有加強(qiáng)筋、橫梁、爬梯、盤管、攪拌器、進(jìn)料管時(shí),雷達(dá)波打到這些位置會形成反射。特別是金屬結(jié)構(gòu),反射信號很強(qiáng)。
如果這些結(jié)構(gòu)正好落在雷達(dá)波束范圍內(nèi),儀表接收到的干擾回波就會比較明顯。窄罐、帶攪拌器的罐、內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的儲罐,調(diào)試時(shí)要重點(diǎn)看回波曲線,不能只看當(dāng)前顯示值。
2、安裝位置不合適
雷達(dá)液位計(jì)裝得太靠近罐壁,容易收到罐壁反射。裝在進(jìn)料口附近,進(jìn)料時(shí)液面擾動大,回波會亂。正對攪拌器、支撐梁、盤管等位置,也會產(chǎn)生固定干擾回波。
圓形罐不建議裝在罐頂正中心。中心位置容易受到罐內(nèi)對稱反射影響,回波判斷反而不穩(wěn)定。安裝點(diǎn)要避開障礙物,并結(jié)合罐徑、波束角和實(shí)際液位范圍確定。
3、接管影響
接管是現(xiàn)場很容易忽略的地方。接管過長、內(nèi)壁有焊瘤、臺階、毛刺,都會在近端產(chǎn)生反射。天線沒有伸出接管時(shí),雷達(dá)波先在接管里反射一圈,近端虛假回波就會變強(qiáng)。
接管安裝條件不好時(shí),要么更換合適的天線結(jié)構(gòu),要么讓天線伸出接管。調(diào)試時(shí)也要把接管造成的固定回波識別出來,必要時(shí)做虛假回波抑制。
4、介質(zhì)表面狀態(tài)差
液面有波動、泡沫、旋渦,或者進(jìn)料沖擊比較大,真實(shí)回波會變?nèi)?、變寬、不穩(wěn)定。
固體料位更明顯。料面有堆積角,顆粒大小不均,雷達(dá)波打到料面后會發(fā)生散射。真實(shí)回波不集中,儀表就更容易受到罐內(nèi)其他反射信號影響。
5、介電常數(shù)低
介電常數(shù)低的介質(zhì),反射能力弱,真實(shí)回波幅值低。輕質(zhì)油品、部分溶劑、塑料顆粒這類介質(zhì),回波本來就不強(qiáng)。
這種工況下,如果罐內(nèi)還有橫梁、盤管、攪拌器等強(qiáng)反射物,儀表很容易把固定干擾回波當(dāng)成液位回波。選型和調(diào)試時(shí)要特別注意回波強(qiáng)度,不能只按量程選儀表。
6、天線和罐內(nèi)附著物
天線表面有冷凝、結(jié)垢、掛料,回波質(zhì)量會明顯變差。罐壁掛料、粉塵、水汽、結(jié)晶物,也會改變雷達(dá)波傳播路徑。
如果儀表前期運(yùn)行正常,后期開始跳變,應(yīng)先檢查天線、接管和罐內(nèi)掛料情況。粉料、漿料、易結(jié)晶介質(zhì)、易揮發(fā)介質(zhì),都要定期檢查和清理。
現(xiàn)場處理方法
處理虛假回波,先看回波曲線,不要一上來就改參數(shù)。
真實(shí)回波會隨液位變化移動。固定在某個(gè)位置不動的強(qiáng)回波,大多來自罐內(nèi)結(jié)構(gòu)、接管或固定障礙物。先判斷儀表現(xiàn)在跟蹤的是哪個(gè)回波,再決定怎么處理。
現(xiàn)場可以按這個(gè)順序排查:
- 查看回波曲線,確認(rèn)真實(shí)回波和干擾回波的位置;
- 對比現(xiàn)場實(shí)際液位,判斷儀表跟蹤是否正確;
- 檢查安裝位置,看雷達(dá)波束范圍內(nèi)有沒有障礙物;
- 檢查接管內(nèi)壁、天線表面和罐內(nèi)掛料情況;
- 對固定干擾回波做虛假回波抑制或空罐標(biāo)定;
- 重新設(shè)置量程、盲區(qū)、介質(zhì)參數(shù)、響應(yīng)速度和回波跟蹤方式;
- 如果回波條件仍然不好,再考慮調(diào)整安裝位置或更換天線型號。
參數(shù)調(diào)整要結(jié)合現(xiàn)場情況。液面波動大時(shí),響應(yīng)速度不要設(shè)得太快,否則顯示值會跟著波動跳。低介電常數(shù)介質(zhì)要提高弱回波識別能力,但同時(shí)要避免儀表誤跟蹤固定強(qiáng)回波。
天線選型也很關(guān)鍵。罐內(nèi)結(jié)構(gòu)復(fù)雜時(shí),應(yīng)選波束角小、方向性好的天線,減少雷達(dá)波打到障礙物上的機(jī)會。高頻雷達(dá)波束窄,適合避開罐內(nèi)結(jié)構(gòu);粉塵、泡沫、蒸汽較重的工況,還要結(jié)合介質(zhì)情況選型,不能只看頻率高低。
虛假回波的處理關(guān)鍵是先找到干擾來源。來源找準(zhǔn)后,再決定是改安裝、改參數(shù)、做回波抑制,還是清理天線和罐內(nèi)掛料?,F(xiàn)場處理不要只盯著儀表顯示值,回波曲線才是判斷問題的依據(jù)。
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