摘 要：在介绍雷达物位计工作原理的基础上，探讨其选型、安装及故障处理方面一些常见问题和解决对策，有助干企业自动化仪表管理工程。

1 引言
河南煤化集团中原大化公司6x104t/a三聚氮胺装置采用高压法生产工艺，原设计助滤剂贮槽内OAT助滤剂料浆液位由—台差压变送器测量控制， 为防止料浆堵塞，在导压管内吹入干燥仪表空气，由千空气的可压缩性或上游转子流噩计引起的故障，造成空气流量和压力难以**控制，致使料 浆液位无法准确测量，料位与稀释泵的联锁经常误动作，严重影响系统的稳定。为了解决此问题，2002年10月将差压变送器改型为新型智能化雷达物位计。通过实践，问题得到了解决。本文将通过我公司雷达物位计在生产中的成功应用，探讨它在选型、安装及故障处理方面—些常见问题， 并提出解决方法。

2 雷达物位计
雷达物位计的基本原理是雷达波由天线发出，抵达液面后反射，被同一天线接收。雷达波往返的时间正比于天线到液面的距离，其运行时间与液位距离关系如图1所示。

2.2工作原理
(1)PUSH脉冲技术：这种技术就是由雷达头发射—个脉冲信号，并测量从发出到接收回波的时间。这种技术根本上是一种模拟技术。雷达发射脉冲信号，信号从发射到接收的运行时间与雷达传感器到介质表面的距离及物位成比例。大多数雷达物位计采用这个原理，采用的频率为5.8~6.3GHz。 价格较低、 精度一般。雷达的发射角较大，在测量中除液面回波外，还会产生其它干扰回波，难以确认液面回波。抗干扰能力较差，在测固态物料时更会产生各种干扰， 因此采用此原理的液位计大多不能用干测固态液位。
(2)调频连续波技术这种技术不是测量时间。雷达头发射连续变化的频率信号，雷达信号被液体表面反射后，天线接收回波。由千信号频率在改变，回波与信号发射瞬间的频率不同，该频率差正比于自雷达头到液面的距离。FMCW 技术就是测量这种频率差，这是一种 数字技术。雷达对物料表面发射连续的变频波，天线接收回波信号。因为频率是不断变化的，因此发射和接收的信号频率不同，频率差值与到物料表面的距离成正比。此原理采用更高的频率，发射角更小，能量更集中，不但测量更远距离，信噪比高，而且可测低介电常数的介质。内置的 回波处理软件，抗干扰能力更强，可测某些固态物料物位，甚至可测粉状水泥物位。采用此原理的雷达物位计精度更高，性能更，但价格比较昂贵。
(3)导波雷达：导波雷达物位计运用TDR原理（时域反射原理），TDR发生器产生一个沿导波杆向下传送的电磁脉冲波，当遇到比先前传导介质（空 气或蒸发气）介电常数大的液体表面时，脉冲波会被反射。用超高速计时电路来计算脉冲波的传导时间，电磁脉冲波传输距离s=vt,从而达到** 液位测量。

2.2 测量特点
(1)连续准确的测量：雷达式物位计不受温度、压力、气体的影响， 与介质表面无接触，快速且**地测量不同介质的物位。
(2)安全且节能：雷达式物位计不但可以在高温高压下进行测量而且极准确安全且节省能源，雷达式物位计的发射功率只有每平方厘米几个微瓦， 因此可以不受任何限制将其应用于各种场合。在实际应用中，通过金属外壁就可将雷达信号屏蔽。雷达式物位计使用的材料化学性和机桩性都相当稳定，而且材料可以再循环利用。
(3)无需维修且可靠性强：雷达波不受干扰，由干雷达式传感器的各部 件均不能被拆开而且没有机械磨损， 所以雷达式物位计可以被应用千各种 场合。通过使用高级材料，雷达式物位计对于极复杂的化学和物理条件都很耐用，它可以提供准确可靠且长期稳定的模拟量或数字量物位信号。
(4)几乎可以测量所有介质：雷达信号是否可以被反射，取决干两个因素：被测介质的导电性，被测介质的介电常数。所有导电的介质都能很好地反射雷达信号，雷达传感器可以测量所有介电常数大于1.5的介质（空气 的介电常数是1)'尽管介质的导电性不是很好，也能被很准确地测量。

2.3 工程选型
雷达物位计若选型不合理，干扰回波得不到很好处理，仪表可靠性将会减低。雷达物位计在选型时应考虑如下几个因素：
(l)被测介质的导电性、介电常数：被测介质为导电液体或介电常数在4以上的液体，一般选普通型雷达。介电常数小的液体（介电常数在2以下） 和某些导电性固体，因干扰回波多，多采用精密型的雷达或导波式雷达。
(2)应用条件：应用条件般有平静液面、轻微波动表面、湍流表面、带搅拌、有泡沫等几种情况。条件越复杂，干扰回波越多，所测的实际量程越小。复杂环境应选处理干扰回波能力强的精密型雷达或选尺寸大—些的天线。
(3)测量精度：普通型雷达精度般为土IOmm, 精密型精度达士3mm。根据生产实际需要选型。
(4) 量程．根据实际需要选型，选天线尺寸。注意复杂环境下，实际量程有所减少。
(5)天线类型和天线尺寸：天线尺寸越大，所测量程越大，抗干扰能力越强。雷达物位计的天线类型有杆式、喇叭口式、抛物面等。a.杆式天线：一般用在强腐蚀的环境中，抗干扰能力弱一些，量程小。b.喇叭口天线：抗干扰能力强一些，适合较复杂的环境。喇叭口越大，能量越集中，所测量程更大。c.抛物面天线：聚焦效果比喇叭口更强， 抗干扰能力强，量程大。
(6)电源及输出信号电源有220VAC、24VDC,根据需要选用采用两线制或四线制。输出信号为4~20mA DC或数字信号，根据所需选合适的型号。

2.4工程安装
雷达物位计的安装位置是否合适对测量有很大的影响。若安装位置不合理，将引起干扰回波，使仪表测量不稳定或测量不准确。这种情况需要 重新定位，选一位置，使雷达回波质量优化，减少干扰回波。雷达物位计安装要求：
(1)雷达物位计要垂直于物料表面安装。使雷达波尽可能反射回去，减少能量损失。
(2)仪表安装位置离罐壁距离至少30cm, 防止罐壁上所装仪表如温度元件、料位开关等在雷达束内，引起干扰回波。
(3)物位计不要装在进料口上方。
(4)仪表不要装在搅拌器上方，使雷达束内无障碍物，去除干绕源。在实际应用中，一些内装搅拌器的小型罐，无法达到此要求，可选处理干扰 回波能力强的精密型雷达物位计， 把干扰回波寄存，使雷达准确识别表面回波。
(5)雷达物位计的天线要伸入罐壁内（喇叭口天线要伸出10mm以上；杆式天线要伸出200mm以上）。
(6)拱形顶罐或卧罐不要把仪表装在罐的中心位置，使回波易丢失。
2.5运行管理
雷达物位计是—种免维护仪表，可长期可靠运行。实际应用中，常见的故障多是有干扰回波引起。常见故障及处理方法如下·
(I)仪表无指示：处理方法：查电源，查通讯电缆是否正常。
(2) 仪表有故障代码：处理方法：清除故障代码。若清除不了，参照故障代码列表，进行相应处理或与厂商联系。
(3)仪表指示不稳定、不正确或无回波．多数由干扰回波引起。干扰回 波处理除选功能强—些的雷达物位计或导波雷达、选*佳安装位置、选合
适的天线类型和稍大的尺寸外， 还可选带处理干扰回波功能强的多回波处理软件的仪表。具体处理方法有虚假 回波抑制、虚假回波寄存。以前的回波分析处理系统是人为地压缩虚假回波，现通过回波处理软件和模糊逻辑分析所有回波，通过经验参数和应用条件来确定回波的反射概率，从而确定回波是否有效。通过技术的MET多回波跟踪软件， 进—步处理罐内障碍物引起的干扰，使干扰回波与实际表面回波分离开。

3结束语
综上所述，雷达物位计只要合理选型、正确安装，它就能在生产中发挥其的性能。随着雷达物位计价格的下滑，雷达技术在高温、耐压等方面技术的日臻完善，雷达物位计将会得到更广泛的应用。同时作者希望通过本文的讨论能够为读者提供在雷达物位计的故障处理和日常维护方面 一定的借鉴意义。