VF03導波雷達液位計的維護調試與常見故障解決

李紅麗

(南陽石蠟精細化工廠，河南 南陽 473132)

Hycontrol VF03系列導波雷達液位計已廣泛應用于石油、化工及電力等行業的液/料位測量，是依據時域反射原理(Time Domain Reflectometry，TDR)設計制造的，其工作原理是電子倉發射的電磁脈沖以光速沿鋼纜或探棒傳播，當遇到被測介質表面時，部分電磁脈沖將反射，介質表面到法蘭的距離同脈沖在其間的傳播時間成正比，由此計算出空高，進一步計算出液位。回波的極性和振幅取決于上層介質與下層介質的介電常數。一般情況下，上層的介質為氣體，其介電常數接近1.0，下層被測介質的介電常數較高。VF03導波雷達液位計用于測量的優勢在于，電磁脈沖的傳播時間和物位測量精度不受被測介質的介電常數、濃度(密度)、壓力和溫度的影響。由于鋼纜、探棒的導向作用，電磁脈沖的衰減非常小，泡沫、粉塵、蒸汽和容器的形狀都不會影響測量結果。

筆者著重介紹Hycontrol VF03系列導波雷達液位計的日常維護、調試方法和常見故障的分析與處理。

1 日常維護①

Hycontrol VF03導波雷達液位計通電大約30～60s后才能正常工作。日常檢查維護主要是查看電源電壓和輸出電流是否正常。如果投運后儀表沒有輸出，則應檢查電源是否真正接上，并檢查保險絲是否燒壞。

使用隔離式安全柵時，必須保證安全柵的輸出開路電壓達到24V(DC)，否則液位計不能正常工作。維護時，儀表輸入部分不要短路，如果進行拆、接線，必須先把儀表的電源關斷。VF03導波雷達液位計剛上電時的輸出電流有一個從小到最大(22mA)，之后逐步下降到最小(0mA)再返回測量值的過渡過程，此過程大約50s，這期間不利通信，在進行回路電流(電壓)檢測時也要注意這個情況，以免誤判。這也是VF03導波雷達液位計區別于其他儀表的顯著特點。

VF03導波雷達液位計表頭內部的使用溫度為-45～+55℃，在使用中，當被測介質溫度過高，且環境溫度較高時，需注意表頭的內部溫度，在接近允許值時，需使用儀表風對雷達表頭吹風降溫。

2 參數調試

VF03導波雷達液位計在投運前，需要根據實際工況進行參數設置與調整。 所需的調試工具有：安裝了調試軟件(PCSTAR 2V 2.01)的筆記本電腦、網關(HART-RS232轉換器)和設置電阻(240Ω)。

將設置電阻串入儀表回路，確保VF03導波雷達液位計的負載電阻不大于750Ω；網關的HART端接設置電阻兩端，網關的RS232端接PC的串口。液位計上電，PC開機。然后雙擊PC界面的“PCSTAR 2V 2.01”快捷圖標，進入調試軟件。按F2進行通信連接，文字框提示連接成功后出現設置主界面，如圖1所示。

圖1 VF03導波雷達液位計設置主界面

在如圖1所示的主界面中，可以清晰地看到該液位計的測量值、指示值和液柱高度。按F2進入參數表，可以查看和設置參數，如圖2所示。其中，盲區指靠近過程法蘭附近測量不精確的區域，因此設定一個上盲區，阻止液位計在這個區域測量，出廠設置值為0.40m，修改該數值時建議不要低于此值；時間常數用于濾波設置，為了防止數據跳變，使測量數據更穩定，范圍為1～100s，出廠設置值為5s。

圖2 VF03導波雷達液位計的基礎參數設置畫面

正常情況下，現場調試設置的參數要求為：量程下限(Scale Min)和量程上限(Scale Max)要與上位機對應；修改罐高(Tank Height)參數使顯示的液位與實際檢尺液位一致；修改纜長(Probe Length)略小于罐高；設置盲區(dead zone)。

修改參數后，按F6將新參數發送到儀表。有時3個參數或一個參數修改后發送給VF03導波雷達液位計，返回的信息VF03未接收或接收部分參數，這種情況可再次進行發送操作，直到修改的參數全部接收為止。

3 故障分析與排除

在實際使用過程中，VF03導波雷達液位計的故障率相對較低，除了因安裝位置不合適、所測介質的湍動及氣泡等因素，日常出現的故障主要從3個方面分析排查。

3.1 通過查看波形判斷

在主界面按F7進入示波界面，并點F4刷新，可獲取最新的波狀態，如圖3所示，顯示物位真實回波的大小、位置和門檻電壓的大小。

圖3 VF03導波雷達液位計的波形

從示波界面上可以看到回波波形，噪波大的工況可以通過F11適當提高門檻電壓(門檻電壓是在示波界面可以看到的比較平滑的曲線，是識別反射脈沖的準線，在主界面按F11進入修改界面，通過修改它可以屏蔽干擾或者選擇液位脈沖有效)抗干擾；測量值有時跟蹤液位有時丟失液位，導致趨勢曲線呈折線，原因可能是門檻電壓偏高，當物位回波強時跟蹤液位，當回波弱時丟失液位而導致曲線呈現最大值，此時可酌情降低門檻電壓。通常，門檻電壓的起始值為500mV。

如果門檻電壓高于真實回波，或者噪波高于門檻電壓，需調整門檻電壓值。退出此窗口，同時按F11進入動態參數界面，修改門檻電壓。首先點擊Modify(修改)，然后在Threshold后的框中輸入所需的門檻電壓值，再點Save(保存)即可。然后點F7，按F4刷新，查看門檻電壓是否已更改。如果未更改，則按以上步驟再重新操作，直至修改后的門檻電壓更改即可。

當有雙波出現時，要考慮測量介質是否為易結晶體，在液面下降后，仍有殘留物懸掛在纜繩上導致假波，此時需清理纜繩。

3.2 查看故障報告

在主界面按F8(F7-Markers)查看故障報告：畫面顯示項后面指示為1時，代表這一項故障。可根據提示進行相關處理，如圖4所示。

圖4 導波雷達液位計故障報告畫面

通過查看故障報告，可分析VF03導波雷達液位計是否存在故障并鎖定故障項，有針對性地進行檢查。

配有GPX的VF03回路中，當GPX接線倉進水時回路存在較小漏電流，不影響通信，但易造成誤判。其顯著特點是：DCS屏上趨勢曲線漂浮不定，回路電流大于正常值(測量顯示大于正常值)，而GPX顯示正常值。此時需清理并進行干燥處理。

測量值不準確時，可以根據檢尺液位調整罐高設置，修改罐高參數(零點與工藝要求的參考零點一致)即可消除固定偏差，輸出電流值隨修改而變化。需要注意的是，量程不得大于罐高，否則為非法設置，界面會出現出錯提示；而且量程(標尺)參數一定要與二次表(上位機)的量程相同，否則會出現變動偏差。

修改時，如果不知道二次表(上位機)的量程，可通過動態設置(F11)的試驗功能使VF03分別輸出4、20mA查詢。此方法也可用于罐旁顯示儀的現場調試。

合理設置纜長，可以屏蔽纜繩末端的異常反射干擾(如屏蔽重錘反射和罐底物體反射)，使測量跟蹤液位。

能夠通信而提示無回波的故障，可能是發射針與纜繩上端接觸不良。此時需要到現場拆卸表頭，重新安裝、緊固即可。

3.3 液面不穩

當出現液面不穩定的工況時，可以通過修改時間常數，增加儀表濾波阻尼性能的方法，保證輸出電流的穩定。

4 結束語

Hycontrol VF03系列導波雷達液位計廣泛應用于石油及化工等生產領域的物位和液位測量，充分了解其工作原理、日常維護方法、參數設置和調整步驟與注意事項，將有助于保證其測量精度和長周期運行。筆者匯總了常見故障現象與排除方法，希望能對同行的工作有所幫助。