一、背景案例

2011年，山（shān）東長興（xìng）油（yóu）庫一座5萬立方（fāng）浮頂罐（guàn）安裝了新型雷達液位計，經過安裝技術人員的調試，將儀表的測量誤（wù）差範圍控（kòng）製在規定的±3mm內，投入使用之後，設備一直處於穩定的工作狀態，測量的精（jīng）準度基本都（dōu）在規定（dìng）的範圍之內。到了2013年底至2014年3月份，由於迎接相關部門的安全檢查，同時（shí）對（duì）於內（nèi）部的不良設備進行淘汰升級，油庫進行了安全整治工程，更換了新油泵。到2014年4月（yuè）中旬、新泵去（qù）投入運行之後，發現雷達液位計的測量結果與人工檢尺的產生了較大的偏差，大竟然達到±60mm的誤差，遠遠超出規定的誤差範（fàn）圍，對於油庫每天算量和每月末盤庫的準確性造成嚴重影響。產生這種測量誤差的原因是什麽，在（zài）使用過程中如何及時發現（xiàn）儀表的（de）測量（liàng）問題及如何（hé）有效地解決問題，就是今天97视频要（yào）探（tàn）討的（de）內容（róng）。 

二、雷達液位計測量原理（lǐ）及特點

要解決問題，先需要我（wǒ）們對（duì）雷達液位計的基本工作原理和工作參數的條件作一個了解。雷達（dá）液位計又稱微波液位計(Radar)，是取（qǔ）英文詞組“RAdio Detection And Ranging”的詞頭字母而（ér）來的縮寫詞。微波物位計朝一個目標發射電磁波，電磁波井發射後返回（huí）發射源。安裝（zhuāng）在發射源處的接收器捕獲到反射波，並把（bǎ）它與發射波作比較，確定目標的存在和（hé）它到發（fā）射源的距離（lí）。

目前市場常見的微波物位計采用（yòng）的工作原理主（zhǔ）要有（yǒu）FMCW（連續調頻）和脈衝兩種。

FMCW雷達液位計采用線性的調製的高頻信號，一（yī）般都（dōu）是采用10GHz或24GHz微波信號。它是一種基於複雜數學公式的間接測量方（fāng）法，由（yóu）頻譜計算出物位距離。天線發射出被線性調製的連續（xù）高頻微波信號並進行掃描，同時接收返回信號。發射微波信號（hào）和返回的微波信號之間的頻率差與到介質表麵的（de）距離成一定比例關係。

脈衝雷達液位計，與超聲波技術相似，使用時差原理計算（suàn）到介質表麵的距離。 設備傳輸固定頻率的脈衝，然後接收並建立回（huí）波圖形。信號的傳播時間直接與到介質的距離成一定比例。但是與超聲波使用聲（shēng）波不同（tóng），雷達（dá）使用的是電磁波。它（tā）利用好幾萬個脈衝來 “掃描”容器並得到完（wán）整的回（huí）波（bō）圖。

雷達液位計的典型波段為 5.8 GHz、10GHz 、24 GHz。通常97视频稱5.8GHz（或6.3GHz）的頻率（lǜ）為C波段微波；10GHz的（de）頻（pín）率為X波段微波;24GHz（或26GHz）的（de）頻率為K波段微波。

雷達液位計的增（zēng）益係數（shù）和波束角的大小和微波的波長以（yǐ）及雷（léi）達液位計的喇叭（bā）口尺寸大小有（yǒu）關係。因此，越（yuè）來越多的雷達液位（wèi）計采用高頻率微波技術來改善雷達液位計的性能。同時，采用高頻技術後，可以在提高雷達性能的（de）同時，大大縮小（xiǎo）天線的尺寸，使安（ān）裝更加方便。

三、常見的儀表信號幹擾源

電磁兼容（róng）性已成為工業過程測量和控製儀表的一項重（chóng）要性能（néng）指標。由於測量和控製儀表總是和各類產生電磁幹（gàn）擾的設備工作在一起，因此不可避免地受電磁環境的影響。常見（jiàn）的幹擾源主要分外部幹擾和內部（bù）幹擾兩大類。

3.1外部幹擾

1）天體和天電的幹擾

天體幹擾（rǎo）是由太陽或其（qí）他恒（héng）星輻射電磁波所產（chǎn）生的幹擾。天電幹擾是由雷電、大氣的電（diàn）離作用、火山爆發及地震等自然現象所產生的電磁（cí）波和空間電位變化所引起（qǐ）的幹擾。

2）機械的幹擾

機械的幹（gàn）擾是指由於機械的振動或衝擊，使控製儀（yí）表中的電氣元件（jiàn）發生振動（dòng）、變形，使連接（jiē）線發生位移，使指針（zhēn）發生抖動、儀表接頭鬆動等。對於（yú）機械類（lèi）的幹擾主要（yào）是采取減振（zhèn）措施來解決，例如采用減振彈簧、減振軟墊、隔板等（děng）。

3）熱的幹擾

火電廠熱力設備在工作時（shí）產生的熱量（liàng）所引起（qǐ）的溫度波動和環境溫度的變化，都會引起控製儀表的電路元器件參數發生變化，從而影響控製儀（yí）表的正常工作。

4）光的幹（gàn）擾

在控製儀表中廣泛使用著各種半導體元（yuán）件，這些半導體元件（jiàn）在光的作用下會改變其導（dǎo）電性能，從而影響控製儀表的正常工作。

5）濕度幹擾

濕度過高會引起絕緣體的絕緣電阻下降，漏（lòu）電流增加；電介質的介電係數增加，電容量增加；吸潮後骨架膨脹使（shǐ）線圈阻值增加，電感器變化；應變片黏貼後，膠質（zhì）變軟，精度（dù）下降等。

6）化學的幹擾（rǎo）

酸、堿、鹽等化學物品以及其他腐蝕性氣體，除了（le）具有化學腐蝕性作用將會損壞儀器設備和元器件外，又能與金屬導體產生化學電（diàn）動勢，從而影響控製儀表的正常工作。

7）電和磁的幹擾

3.2內部幹擾

幹擾有時也（yě）來自儀（yí）表內部，如電源變壓器（qì）、導（dǎo）線（xiàn）、印刷電路、電子元件之間的電感、電容或元器件內部的（de）噪聲幹擾。

4、誤差原因分析（xī）及確定

4.1基礎數據采集（jí）

2011年3月3日14點整開始，采用人工檢尺的辦法測（cè）出（chū）罐尺，再與SCADA係（xì）統上液位計所采集到的數據進行比較，比（bǐ）較得出雷達液位計存在±60mm的誤差，對其進行探討。

圖1 3月3日14點整測量6#罐液位（wèi）後10秒雷達（dá）液位計示數。

4.2誤差具體原因推測

按照（zhào）人員、機（jī）械設備、環（huán）境三個方（fāng）麵分析產生誤差的原因如下

圖（tú）2 原因分析圖

4.3誤（wù）差具體原因確定

針對每個（gè）可能原（yuán）因，進行了討論分析（xī），終確定了主（zhǔ）要原因是：泵區電磁場幹擾雷達液位計的信號傳（chuán）輸造成了液位（wèi）計誤差過大（dà）。具體討論（lùn）結果祥見表1

表1 要因確認表

五、消除誤（wù）差的方案優選及實施

5.1針對上述確定的（de）要（yào）因和幹（gàn）擾源的主要特（tè）點（diǎn），結合現場實際情況（kuàng）製定出如下幾種方案：

方（fāng）案（àn）一、機櫃端雷達液位信號線加裝信號過濾器；

優點：成本低、施工（gōng）簡單、工期短，見效快。

缺點：需（xū）要專業技術人員選擇配套的信號過濾器。

方案二（èr）：泵（bèng）區電纜溝內敷設一圈鐵絲網纏繞信號電纜；

優點（diǎn）：成本低，施工（gōng）簡單、不需要專（zhuān）業的技術人員輔助。

缺點：工期長，見效慢。

方案三、雷達（dá）液位計的信號線（xiàn）改路由；

優點：見效快

缺點：成本高、施工難度大。

六、方案實施

按照製定好的對策，逐步逐條實施。

（1）據雷達液位計信號類型選擇相應的信號過濾器型號。

（2）訂購挑選的（de）信號過濾器。

（3）按（àn）照過濾器說明書安裝信號過濾器。

七、實際效果檢查

信號過濾器安裝好了以後，97视频對雷（léi）達液（yè）位計（jì）進行了檢測（cè），采用雷達液位計示數和（hé）人工檢尺相比較（jiào）的方法（fǎ），得出2014年6月25日14點整測量6#罐液位後10秒內雷（léi）達液位（wèi）計（jì）示數如圖3，並得（dé）出（chū）如下結（jié）論：

通過在（zài）機櫃加（jiā）裝信號濾波器的方法成功（gōng）降低了（le）6#罐液位誤差。

圖3 6月25日（rì）14點整測量6#罐（guàn）液位後10秒雷達液位計示數

八、總結

8.1鞏固措施

（1）定期（qī）對雷達液位計和PLC進行保養；

（2）定（dìng）期人工檢尺，檢查液位計測量值是否在規定範圍內；

（3）將信號過濾器說明書資料歸檔，以便今（jīn）後查閱。

8.2提高與學習

通過（guò）此次對雷達液位計有了進一步的了解，成功解決了問題（tí），降低了液（yè）位計的測量誤差，使97视频得到了提高，獲（huò）得了（le）解決實際問題的思路。