一、背景案例

2011年，山東長興油庫一座（zuò）5萬立方浮頂罐安裝了新型（xíng）雷達液位計，經（jīng）過安裝技術人員的調試，將儀表的測量誤差（chà）範圍控製在規定的±3mm內，投入使用之後，設備一直處於穩定的工作狀態，測量的精準度基本都在規定的範圍之內。到了2013年底至2014年3月份，由於迎接相關部門的安全檢查，同時對於內部的不（bú）良設備進行淘汰升級（jí），油庫進行了（le）安（ān）全整治工程，更換了新油泵。到2014年（nián）4月中旬、新（xīn）泵去投入（rù）運行之後，發現雷達液位計的測量結果與（yǔ）人工檢尺的（de）產生了較大（dà）的（de）偏差，大竟然達到±60mm的（de）誤差，遠遠（yuǎn）超出規定（dìng）的誤差範圍，對於（yú）油庫每天算量和每月末盤庫的準確性（xìng）造成嚴重（chóng）影響。產生這種測量誤差的原因（yīn）是什麽，在使用過程（chéng）中如何及時（shí）發現儀（yí）表的測量問題及如何有效地解決問題，就是今天（tiān）97视频要探討（tǎo）的內容。 

二、雷達液位計測量原理及特點

要解決問題，先需要97视频（men）對雷達液位計的基本工作原理和（hé）工（gōng）作參數的條件作一個了解。雷達液位計又稱微波液位計(Radar)，是（shì）取英文詞組“RAdio Detection And Ranging”的詞（cí）頭字母而來的縮寫詞（cí）。微波物位計朝一個目標發射電磁波，電磁波井發射後返回發射源。安裝在發射源處的（de）接收器捕獲到反射波，並把它（tā）與發射波作比較，確定目標的存在和它到發射源的距離。

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

FMCW雷達液位計采用線性的調製的高頻信號（hào），一般都是采用10GHz或（huò）24GHz微波信號（hào）。它是一種（zhǒng）基於複（fù）雜數（shù）學公式的間接測量方法，由頻譜（pǔ）計算出物位距（jù）離。天線發射出被線性調製的連續高頻（pín）微波信號並（bìng）進行掃描，同時接收返回信號。發（fā）射微波信號和返（fǎn）回的微波（bō）信號之間（jiān）的頻率差（chà）與到介質（zhì）表麵的距離成一定比（bǐ）例關係。

脈衝雷達液位計，與超（chāo）聲波技（jì）術相似，使用時差原理計算到介質表麵的距離。 設備傳輸固定頻（pín）率（lǜ）的脈衝，然後接收並（bìng）建立回波圖形（xíng）。信號的傳播時間直接與到介質的距離成一定比例。但是（shì）與超聲波使（shǐ）用聲波不同，雷達使用的是電磁波。它利用（yòng）好幾萬個脈衝來 “掃描”容器並得到完（wán）整的回波圖。

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

雷達（dá）液位計的增益（yì）係數（shù）和波束角的大小和微波的波長以及雷達液位（wèi）計的喇叭口尺寸（cùn）大小有關係。因此，越（yuè）來（lái）越多的雷達液位計采用高頻（pín）率微波技術（shù）來改善雷（léi）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同時，大大縮小天線的尺寸，使安裝更加方便。

三、常見的儀表（biǎo）信（xìn）號幹擾源

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

3.1外部幹擾（rǎo）

1）天體和天電的幹擾（rǎo）

天體幹擾是（shì）由太陽或其（qí）他恒星（xīng）輻射電磁波所產生的幹（gàn）擾（rǎo）。天電幹擾是由雷電、大氣的電離（lí）作用、火山爆發及（jí）地震等自然現象所產生的電磁（cí）波和空間電（diàn）位變化所引起的幹擾。

2）機械（xiè）的幹擾

機械的幹擾是指由於機械的振動或衝擊，使控製儀表中的電氣元件發生振動（dòng）、變形，使（shǐ）連接（jiē）線發生（shēng）位移，使指針發生抖動（dòng）、儀表接頭鬆動等。對於機械類（lèi）的幹擾主要是采取減振措施來解決，例（lì）如采用減（jiǎn）振彈簧、減振軟（ruǎn）墊、隔板（bǎn）等。

3）熱的幹擾

火電廠熱力設備在工作時產生的熱（rè）量所引（yǐn）起的溫度波動和環境溫度的變化，都會引起控製儀表（biǎo）的電路元器件參數發生變化，從（cóng）而影響控製儀表的（de）正常（cháng）工作。

4）光的幹（gàn）擾

在控製儀表中廣（guǎng）泛使用著各種半導體元件，這些半導體元件在光的作用下會改變其導電性能，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（yuán）體的絕緣電（diàn）阻下降，漏電流增加；電（diàn）介質（zhì）的介電係數增加，電容量增加；吸潮後骨架膨脹使線圈阻值增（zēng）加，電感器變化；應變片黏貼後，膠質變軟，精度下降等。

6）化學的（de）幹擾

酸（suān）、堿、鹽等化學物品以（yǐ）及其他腐蝕性氣體，除了具（jù）有化學（xué）腐蝕性作用將會損壞儀器設備和元（yuán）器件外（wài），又能與金屬導體（tǐ）產生化學電動勢，從而影響控製儀表的正常工作（zuò）。

7）電（diàn）和磁的幹擾

3.2內部幹擾

幹擾有（yǒu）時也來自（zì）儀表內部，如電源變壓器、導線、印刷電路、電子元件之間（jiān）的電感、電容或元器件內部的噪聲幹擾。

4、誤差原因分析及確定

4.1基礎數據（jù）采集

2011年3月3日14點整開始，采用人工檢尺的辦法測出罐尺，再與SCADA係統（tǒng）上液位計所采（cǎi）集到的數（shù）據進行比較，比較得出（chū）雷達液位計存在±60mm的誤差，對其進行（háng）探討。

圖1 3月3日14點（diǎn）整測量6#罐液位後10秒（miǎo）雷達液位（wèi）計示數。

4.2誤差具體原（yuán）因推測

按（àn）照人員、機械設備、環境（jìng）三個方麵分析產生（shēng）誤差（chà）的原因如下

圖（tú）2 原因分析圖

4.3誤差具體原因確定

針（zhēn）對每個可能原因，進行（háng）了討論分析，終確定了主要原因（yīn）是：泵區電磁場幹擾雷達液位計的（de）信號傳輸（shū）造成了液位計誤（wù）差過大（dà）。具體討論結果祥見表（biǎo）1

表1 要因確認（rèn）表

五、消除誤差的方（fāng）案優選及實（shí）施

5.1針對上述確定（dìng）的要因和幹擾源的主要特點，結合現場實際情況製定出如下幾種方案：

方案一、機櫃端雷達液位信號線加裝信號過濾器；

優（yōu）點：成本低、施工簡（jiǎn）單、工期短，見效快。

缺點：需要（yào）專業技術人員選擇配套的信號過濾器。

方案二：泵區電纜溝內敷設一圈鐵絲網纏繞信號電纜；

優點：成本低，施工簡單、不需（xū）要（yào）專業的技（jì）術人員輔助。

缺點：工期長，見效慢。

方案三、雷達液位計的信號線改路由；

優點（diǎn）：見效快

缺點：成本高、施工難度大。

六、方案實（shí）施

按照製定好的（de）對策，逐步（bù）逐條實施。

（1）據雷達液位計（jì）信號類（lèi）型（xíng）選擇相應的信（xìn）號過濾器型號。

（2）訂購挑選的（de）信（xìn）號過濾器。

（3）按照過濾器說明書安裝信號過濾器。

七（qī）、實際（jì）效果檢查

信號過濾器安裝好了以（yǐ）後，97视频對雷（léi）達液位計進行了檢（jiǎn）測，采用（yòng）雷達液位計示數和人工檢尺相比較的（de）方（fāng）法，得出2014年6月25日14點整測量6#罐液位後10秒內雷達液（yè）位計示數如圖3，並得出如（rú）下結論：

通過在機櫃加裝信號濾波（bō）器的方法成功降低了6#罐（guàn）液位誤差。

圖3 6月25日14點整測量6#罐液位後10秒雷達液位計示數

八、總結

8.1鞏固措施

（1）定期對雷達液位計（jì）和PLC進行保養；

（2）定期人工檢尺，檢查液位計測量值是否在規定範圍內；

（3）將信號過濾器說（shuō）明書資料歸檔，以便（biàn）今後查閱（yuè）。

8.2提高與學習

通過此（cǐ）次對雷達液位計有了（le）進一步的了解，成功解決了問題，降低了液位計的測量誤差，使97视频得到了提高，獲得了（le）解決實際（jì）問題的思路。