雷達液位計在熔融硝酸銨液位測量過程中出現的問題分析和解決方法

邵永超　魯會清

摘 要：生產過程中硝銨槽液位經常出現虛假液位且測量數據大幅跳動的現象，如不及時處理將直接影響到生產的安全，甚至導致停車。但該液位計在靜態時測量數據穩定，未見波動。文章對其工作原理進行了介紹并對現場使用過程中出現的故障現象進行了詳細分析，給出了排除方法。

關鍵詞：生產過程；雷達儀表；測量故障；排除方法

前言

中間槽及熔融槽液位的準確測量及控制是硝基復合肥生產工藝過程中重要的參數之一，由于熔融硝酸銨濃度在98%以上，極易出現結晶現象。為保證溶液不結晶，其溫度控制在175℃左右的高溫，槽內存在一定的高溫蒸汽。對采用接觸式測量原理的液位計有很大的影響。因此，我公司采用了非接觸式的雷達液位計。

1 工作原理

雷達液位計采用發射-反射-接收的工作模式。雷達液位計的天線發射出電磁波，這些波經被測對象表面反射后，再被天線接收，電磁波從發射到接收的時間與到液面的距離成正比，關系式如下：

D=CT/2

式中：D-雷達液位計到被測液面的距離；C-光速；T-電磁波運行時間。

雷達液位計記錄脈沖波經歷的時間，而電磁波的傳輸速度為常數，則可算出液面到雷達天線的距離，從而知道液面的液位。

該雷達液位計采用脈沖微波技術，其天線系統發射出頻率為6.3GHz、持續時間為0.8ns的脈沖波束，接著暫停278ns，在脈沖發射暫停期間，天線系統將作為接收器，接收反射波，同時進行回波圖像數據處理，給出指示和電信號。

2 測量過程中出現的故障現象、波形及故障分析

我公司的兩臺PSWL61雷達液位計安裝在中間槽和熔融槽，兩個液位測量出現了在“工藝循環”過程中測量值大幅度跳動的情況。

由于循環過程中，被測液面是波動的，以上面這個例子，距離的測量值是0.4m，回波振幅是80dB，黑色的探測線在0.4m的位置已經達到78dB左右，0.3m的位置已超過80dB，在被測液面達到或超過0.3m時，測量回波將被黑色的探測線淹沒。這時，有效回波丟失，傳感器將把后面的多重回波（虛假回波）作為測量值。這就是測量值跳動的原因。

如果在傳感器的安裝位置升高一定高度，如0.5m，同時加粗安裝接管、法蘭至DN150PN16，液位達到最高時，距離也可以控制在0.7～0.8m的位置，從回波曲線圖看，0.7m的位置，黑色的探測線也就是70dB左右，有效回波如果還是80dB時，我們就可以保證其有10dB的絕對值，這樣就可以保證有效回波處于高液位時不丟失，測量也就會恢復正常了。

3 故障排除

根據以上的分析，我公司對液位計的安裝高度、測量管進行了改進。經過此次改進，在以后的生產過程再未出現測量液位的大幅跳動現象。

4 結束語

我公司通過對雷達液位計現場使用過程中的故障原因分析，找到了影響其測量導致出現虛假回波而產生測量數據波動的因素，并最終消除了這種影響，為今后同類儀表的使用提供了一定的參考。