低频比高频*适于内壁肮脏、挂料、冷凝场合的应用,即内壁粗糙时,低频优于高频,故低频*适于管内安装。高频安装的装配要求低(如小的波束角允许天线在小距离抬出安装管时仍能正确测量),但应该用于洁净场合。应用于粘附性介质,管径应适当大一些。
②长度测量范围从管末开始,故导波管的末端开口的必须达到需要测量的较低液位,这样才能在管中进行测量。
③内壁光滑粗糙的内壁反射将带来强烈干扰,削减有效回波,引发误差甚至不正确的测量。内壁应避免生锈、挂料、焊缝。管材较好为无缝不锈钢管,尽量避免焊接延长。采用预焊接外套管接头或法兰延长时,接管需**对齐,缝隙也有严格限制。
④开孔开孔的一目的就是导液,以保证管内外界面一致。孔径不大于管径的10%,大的开孔会带来虚假回波,孔距至少为150mm(或遵循仪表安装说明),且至少有一个孔**液面。开孔面积及数量与介质特性(黏度、分层、混合程度)有关,孔可以单侧开或对开,排成纵列,小心去除毛刺。
⑤安装定位对于微波线性*化的雷达,允许开导液效果*好的长圆孔甚至长方孔(同样要求宽度不大于管径的10%),开孔长度和数量不会对测量有任何影响。这是因为其发射的微波有很强的方向性(偏振),整个雷达发射波的能量分布是以近似椭圆形的形状发射出去的,为减小干扰,一般要求椭圆长轴(极性)方向垂直于干扰源。
对于微波圆*化的雷达,所发射微波能量各方向也是不均的,但其极性是旋转变化的,故安装无需特定方向。根据反射波的极性识别,可以削减固定干扰源、多径反射带来的虚假回波,*好地跟踪液面回波。现场安装时,可尝试旋转雷达,同时查看回波质量,以实现较佳位置安装。
⑥适配的天线与探杆形式管内一般安装圆锥和平面阵列天线的非接触雷达或者导波雷达,绝缘杆天线的非接触雷达则视具体型号而定。使用平面阵列天线或者导波探杆时,对导波管内壁光滑度要求大幅降低,甚至允许按一定的要求变径。
⑦附件可以穿过球阀进行测量,阀必须全开与稳液井同径对齐,保证雷达与静液井上球阀或旁通管入口有一定的垂直距离。测量湍动或流动的介质,需要将导波管固定;对于较长的导波管,须考虑分段固定。
绝缘物料反射率低,浅液位时,雷达信号可穿透液位到达罐底,平金属器底的反射会强于真实料面,此时需在导波管末端安装斜置的反射板或将导波管末端弯曲,避免朝向器壁及大的金属内构件。根据需要,稳液井可以按一定要求弯曲。
1.6 导波雷达的探头导波雷达的探头有刚性(rigid rod probe)和柔性(flexible cable or rope probe)两种。不便使用刚性探杆(安装空间受限、长量程运输安装困难)时,可使用柔性缆绳,固定末端可使柔性缆绳垂直于倾斜的固体料面;同轴、双探头、单探头结构则根据工况选取,探头长度可根据量程任意切割。
①同轴探头同轴式探头雷达能量集中在小口径的金属管内,导波沿程阻值恒定,能量传输**,可检测到微小的导电(介电)性变化,*适于*低介电常数液体物位或界位测量,不受液面湍动的影响,抗干扰能力强,安装空间要求低,可以近容器内金属构件安装或与其他物位仪表装在同一旁通管内,且互不影响。其结构决定了其适用于低黏度(不大于500mm2/s)清洁介质,不适用于脏污、浓重、高黏度、易结晶的物料。
②平行双探头。雷达能量主要集中在两探头之间。测量能力、抗干扰、抗粘附能力介于同轴和单探头之间,可应用于泡沫与轻度挂料场合,膜状涂污仅会削弱信号,挂料在探头间“搭桥”或在隔离器上堆积会导致测量异常,回波较强的桥接处会错误地评定为液位。另有三探头,原理类似。
经检查,缆绳没有损伤或挂料,于是判断液位测量小幅波动的原因是缆绳的摆动,测量值突变的原因是缆绳碰到了稳液井内壁。于是将缆绳截短至12.5m,末端的重锤上加装了Φ90mm中心开孔的PTFE(DK=2.1)对中盘,问题得到解决。
2.3 天线挂料的影响物料的挥发、喷溅,甚至液位控制不当导致满罐,都会给天线带来影响。挂料会削弱雷达信号,程度与其分布和介电常数相关,可以忽视介电常数很小的干燥挂料的影响,介电常数大的物料外挂严重时会使测量信号丢失。
某厂圆柱形拱*顺丁烯二酸酐(简称顺酐)储罐:2个精酐罐、2个粗酐罐,操作温度粗酐罐约70℃,精酐罐约60℃,4个储罐大小相当,高6m,直径6m,气相充氮气保护,微正压。
液位测量较初采用了DN80的插入式双法兰液位计。下法兰虽有蒸汽伴热,但由于微量杂质的存在(反应副产物,马来酸、溶剂等),测量膜盒表面仍然结晶结胶,无法正常测量,维护工作量*大。于是试改用吹气式液位计,由于顺酐在吹气管内结晶附着影响测量精度,甚至无法测量,吹扫氮气管线增加伴热,仍然无效。液位连续测量无效的情况下,工艺人员采取定时人工投尺的测量方法,挥发的酐气具有腐蚀性,强烈刺激皮肤黏膜,虽有防护,仍苦不堪言。查阅资料,常压下顺酐结晶点52.8℃,60℃的液态顺酐相对介电常数约为50,20℃的固态顺酐相对介电常数约为2.1,于是,选用了4台脉冲雷达物位计,两线制测量回路供电,精度±3mm,一体化垫片法兰天线,抗腐蚀结晶性强,易于清洁,80mm内藏天线允许安装接管较长达500mm。投用后,效果理想,但发生了因天线结晶带来的故障。
故障现象为液位指示大幅跳动,也有可能稳定在某一固定值(与表的安全设置有关),表自带操作模块显示信息故障代码,相应的建议处理措施是检查优化安装方式,清理天线。
此时检查,会发现天线窗上有厚度约3mm白色顺酐结晶粉末,长度约200mm的安装接管也布满了疏松的针片状顺酐晶体,轻轻敲击,即可除去结晶,仪表指示恢复正常。由于增加反吹装置不便,仪表与安装接管应用了电伴热,使得清理周期延长至2个月。
2.4 外界电磁干扰影响雷达特别是脉冲雷达的发射功率小,容易受外界强电压或强电流及变频电机速度控制器的干扰,现场应加强屏蔽处理及接地,减少干扰源。