雷达液位计的应用及故障处理分析

雷达液位计的应用及故障处理分析

摘要：雷达液位计在石油化工测量领域得到发挥着重要的作用。为了使雷达

液位计在化工领域发挥出更大的作用，必须重视雷达液位计的故障问题，要深入

现场，了解故障的成因，并提出具体的故障解决措施，才能保雷达液位计高效、

稳定的运行。本文介绍雷达液位计的工作原理及特点，雷达液位计的安装要求，

并对常见的故障进行分析。

关键词：雷达；液位计；原理构成；故障分析

雷达液位计是一种高可靠性的非接触式液位测量仪器。非接触测量法是近年

来测量物位的主要方法。全面解决了原标准插入式仪器检测元件大多易被介质污

染和腐蚀的诸多问题。此外，它的雷达波可以穿透许多泡沫或烟雾和蒸汽介质，

而不受环境变化的影响，并能可靠地测量其液位的准确值。因此，雷达液位计在

石油石化行业得到了广泛的应用。由于被测对象的复杂性，特别是在生产过程中，由于容器内的电机搅拌和容器内的加热材料蒸汽引起的泥浆飞溅，雷达液位计的

故障频率很高，仪表维护量很大，对生产设备影响很大。

1雷达液位计的工作原理及特点

1.1 雷达液位计的工作原理

雷达液位计的基本测量原理由发射、反射和接收三部分组成。雷达传感器的

天线以波束的形式发射雷达信号。采用微波脉冲测量方法。不同的距离对应不同

的对象级别。反射的回波信号仍由天线接收。雷达信号适用于连续、非接触脉冲

信号，能在金属容器中正常工作。一般来说，微波脉冲的发射时间间隔为1s，频

率为2.5MHz。反射信号将在回波图上反射。回波图可以在很短的时间内（十亿分

之一秒）放大和定位回波信号，然后准确、仔细地分析和处理这些信号。雷达液

位计发出的微波脉冲能量很低，不会威胁人体健康。它需要在各种金属和非金属

容器中传播。它不仅可以测量立式罐内的液位，还可以连续测量颗粒和浆液的液位。是一种适用性强的液位计。雷达液位计一般由发射机和天线组成。不同型号

的接收机和天线有一定的差异。因此，在使用雷达液位计时，相关单位不能忽视

这一问题，要注意不同雷达液位计的工艺条件，使雷达液位计发挥理想的应用效果。

1.2 雷达液位计的特点

近年来，雷达液位计以其液位测量死区小、工作性能稳定可靠、连续测量精

度高、抗干扰能力强、受介质特性影响小、测量范围大等优点在石化行业得到了

广泛应用，耐高温高压能力强，采用非接触式测量方法。雷达液位计无活动部件，无机械磨损，使用寿命比机械部件液位测量仪长；雷达液位计可用于大多数液位

的液位测量。受大气、蒸汽和罐内挥发雾的影响较小。它的微波可以在没有传输

介质的情况下通过真空。采用非接触式测量，不受液位、密度、罐内浓度等物理

特性的影响。测量范围大，耐腐蚀性强。本实用新型安装方便，维修方便，故障

率低，精度高，可靠性高。采用数字和模拟输出方式，可单总线或多总线配置，

并可方便地与上位监控计算机连接。

2 雷达液位计的安装要求

为了不影响生产，保证雷达液位计的正常运行，需要在前期的安装阶段，严

格按照有关规定，准确的操作。

2.1 安装位置要求

雷达液位计的安装位置应根据实际情况确定。安装位置的距离应大于槽壁。

如果槽壁的距离大于安装位置的距离，可能会导致回波信号异常，因此自动识别

系统在处理传感器发送的信号时无法准确识别哪些是干扰信号，哪些是有用的回

波信号。一般来说，雷达液位计应安装在罐壁直径的六分之一处，以确保雷达液

位计的回波信号能正确反映在回波图上。

2.2 差异性要求

当雷达液位计测量易结晶和高度腐蚀的物体时，介质会对传感器产生不利影响。为了应对这种特殊情况，应采用法兰分离结构的测量仪表，以确保雷达液位

计的正常工作。此外，天线不能安装在馈源上方，因为被测物体会反射虚假回波，

这会对液位传感器的信号接收产生一定影响，甚至导致有效信号的衰减。因此，雷达液位计的位置应尽量避开空白区域，以减少不规则液位的产生。为了防止天线上的晶体物体影响仪器的正常工作，测量槽壁必须与天线平行。

3 影响测量精度的因素

雷达液位测量仪表的精度在实际应用中与参考条件下是不同的。其主要原因是罐体本身成为了测量系统的一部分,罐体及其内部的障碍物对微波的干扰决定了所能得到的精度。当测量储罐液位时,影响测量精度的因素有：（1）仪表内部及天线连接处的阻抗跃变；（2）安装短管内的阻抗跃变；（3）罐内障碍物的干扰反射；（4）由罐壁罐顶及罐底引起的多次反射；（5）电磁波的时间行程发生了变化,此变化与导波管直径及其内部的平整程度有关；（6）所测液面的条件有湍流、搅拌或泡沫；（7）冷凝水的影响。虽然说水蒸气对雷达波的影响非常小,但是在天气寒冷时会导致一些冷凝水的产生而影响液位计的正常工作；（8）仪表零部件的故障。

4常见故障分析

4.1测量值存在误差

故障现象:实际液位和测量值相差几十厘米。原因一:测量值有误差。处理方法:重新和工艺人员核实罐的高度,检查基本参数设置罐高(Ｒ)。原因二:雷达液位计的天线上有冷凝水珠。处理方法:断电重新启动雷达或将雷达发射头拆下,将天线上冷凝水擦拭干净,重新安装好雷达后,观察雷达液位计的显示是否正常,必要时利用现场显示面板在服务菜单中重新搜索回波。

4.2测量值波动或跳动

这种故障在我油库出现的频率最高，这是由于经常接卸粘度较大的油品,当其从高液位下降到低液位时,会在导波管内产生严重的挂壁现象,形成干扰波，影响测量效果。此外对油品进行伴热时会产生大量油气，如果排除不及时，长时间会腐蚀导波管，形成铁锈，也会干扰雷达波，影响测量效果。处理方法：查看雷

达波情况，若杂波强度较弱则提高雷达感应的门限值，将杂波屏蔽，若杂波很强，则在下次进油时充分伴热让挂壁油污融化消除干扰。

4.3测量值锁定在中间某一值上

出现此类情况,可能是导波管内有障碍物造成强的干扰,雷达波在障碍物上有

很强的反射,此时查看回波强度,一般数值都较大。应检查液位计安装孔,延长杆、导波管等。一般在雷达液位计安装调试期间多出现此种故障。处理方法:利用显

示面板,注册干扰回波,将当前所测的回波作为虚假回波注册到虚假回波列表中。

注册后,障碍物不会引起干扰回波,甚至造成频繁死机。此外,雷达液位计的电子

模块失效也是主要原因,应联系维修人员进行检测和更换。

4.4液位过低时测量不准

在测量罐底时，发射波可能穿透罐底液面，打到罐底，这样反射回来的波就

是干扰波，或者罐底为凹形或锥形时，当液面低于此点时，雷达液位计也无法测量。在工艺进油时，如果产生了蒸汽，也会形成漫反射而使液位失灵，温度正常

后会自动恢复。

4.5仪表本身故障

显示面板无显示(确认供电电源无问题)或有相关的故障代码时,应更换显示

面板。仪表无显示、无电流输出或电流输出与现场面板显示不一致时,应检查更

换仪表的电源板、电流输出板。

5结束语

雷达液位计具有适应复杂的环境和非接触测量的优势，经过多年的快速发展，技术比较成熟，成本大幅降低，测量精度大大提高，所以雷达液位计必将以其独

到的优势在石油石化行业中得到更广泛的应用。

参考文献：

[1] 李增刚.关于导波雷达液位计的故障分析及处理[J].仪器仪表用

户.2020(07).82-85+83