聯合站雷達液位計計量誤差分析與控制措施

呂承江

[摘要]本文針對雷達液位計隨著設備投運時間長，數據傳輸過程中出現的誤差，影響了日常正常計量生產進行分析，通過采取有效措施控制，確保原油計量的準確，提高雷達液位計平穩運行。

[關鍵詞]雷達液位計；誤差

前言

聯合站原油罐雷達液位計投產運行10年已久，由于各種原因造成罐液位測量時存在較大的偏差，因而需要人工檢尺進行上罐量油校對。但由于人工檢尺量油這種方法受人為因素影響較大，費時費力，為了保障罐液位計量的準確性，對雷達液位計存在的問題進行了分析，提出解決方案及控制措施。

一、液位計的工作原理

德國科隆BMl00A型雷達液位計是一種測量液位的壓力傳感器，雷達液位計采用發射一反射一接收的工作模式。雷達傳感器的天線以波束的形式發射電磁波信號，發射波在被測物料表面產生反射，反射回來的回波信號由天線接收。信號經智能處理器處理后得出介質與探頭之間的距離，送終端顯示器進行顯示、報警、操作等。雷達脈沖信號從發射到接收的運行時間與探頭到介質表面的距離成正比。

二、雷達液位計使用情況及現狀分析

聯合站4座原油儲罐使用BMl00A型雷達液位計，按照要求適合于儲罐測量，測量范圍在0-50m，要求精度等級±3mm。但是在近期使用過程中，雷達液位計測量值與實際值存在較大偏差。將液位計測量與人工測量進行對比，以原油3#罐為例，如表1所示。

通過以上數據分析，雷達液位計測量數據未存在規律性漂移，測量偏差較大，重新對油罐液位參數進行設定，調整罐液位漂移量，重新標定零點，進行測量發現標定后測量偏差還是無規律性變化，液位準確測量不能一直保持。

三、故障的可靠性分析

雷達液位計至今使用10年已久，從雷達液位計自身可靠性來分析，BMl00雷達液位計理論上符合各種檢測條件，測量出現不準情況首先懷疑以下幾點：安裝方法、檢修維護、參數設定錯誤。參數設定可以排除，需要論證以下三個問題：（1）雷達液位計說明書寫明能夠檢測介電常數1.8的介質，原油的相對介電常數為1.8左右，正好處于臨界點，如果介電常數過低，造成返回的電磁波過弱，很可能出現計算不準的情況。（2）雷達液位計維修過程殼體的靜電接地，造成電磁干擾對控制系統的影響。（3）罐底板升降引起罐底計量零點的位移。空罐狀態下，底板和基礎間會出現空隙，當罐內充液后，這些空隙不斷發生變化，罐底板的這種隨機變化顯然會使下部計量零點產生位移，所引起的參照高度的變化約為0.1%同時還會引起罐容積的變化。

根據實際情況分析判斷：殼體的靜電接地接觸不良可能產生電磁干擾，造成數據傳輸誤差。而選用的BMl00型雷達液位計檢測的介電常數處于原油介電常數的臨界值，造成了反射波信號過弱，測量數據不穩定，從而造成測量液位的非線性漂移。

四、改進方案及措施

維修校驗過程中，將殼體靜電接地檢查一下，同時改進下在原油罐量油孔處增加一塊鋼板（鋼板介電常數約為3），確保雷達液位計電磁波檢測鋼板，然后反射直接傳人雷達液位計傳感器。只需要測量原油罐的頂部鋼板與雷達液位計的距離D即可，由于測量的介質為鋼板，反射信號會大大加強，基本上不會產生干擾信號。對雷達液位計進行移位后，保證雷達波不受到罐壁的干擾（防止雷達波檢測到罐壁信號），雷達液位計中心移動距離為d，罐頂部鋼板面積為s，直徑為M。目前罐高H=17（m），直徑D=60（m），喇叭口上下直徑分別為S1=80（mm），S2=150（mm），喇叭口高度為h=200（mm）。罐液位處于最低位時，tana=h/s2-s1/2=5，4，tana=H-h/M-S2/2

得出：M=1.71（m），S=3.14*（1.71/2）2=2.27（m2），d>M/2=0.855（m）。雷達液位計計算原理圖通過計算：需要面積為2.27m2的不銹鋼鋼板，雷達液位計至少需要向罐中心移動0.855m的距離。這樣可以保障雷達液位計測量的準確。

五、總結

雷達液位計在原油計量精確度與人工檢尺相比很高。聯合站在原油儲罐中選用雷達液位計提高了自動化的技術水平，同時受其測量方法、安裝校正過程及儲罐自身特性的影響，它與人工檢尺具有著相同的系統誤差。通過深入分析解決雷達液位計的計量精度有助于對儲罐計量數據正確認識，采取有效對策、減少誤差，并為今后站內計量儀表的選用提供了參考。endprint