雷达液位计在熔融硝酸铵液位测量过程中出现的问题分析和解决方法

邵永超　鲁会清

摘 要：生产过程中硝铵槽液位经常出现虚假液位且测量数据大幅跳动的现象，如不及时处理将直接影响到生产的安全，甚至导致停车。但该液位计在静态时测量数据稳定，未见波动。文章对其工作原理进行了介绍并对现场使用过程中出现的故障现象进行了详细分析，给出了排除方法。

关键词：生产过程；雷达仪表；测量故障；排除方法

前言

中间槽及熔融槽液位的准确测量及控制是硝基复合肥生产工艺过程中重要的参数之一，由于熔融硝酸铵浓度在98%以上，极易出现结晶现象。为保证溶液不结晶，其温度控制在175℃左右的高温，槽内存在一定的高温蒸汽。对采用接触式测量原理的液位计有很大的影响。因此，我公司采用了非接触式的雷达液位计。

1 工作原理

雷达液位计采用发射-反射-接收的工作模式。雷达液位计的天线发射出电磁波，这些波经被测对象表面反射后，再被天线接收，电磁波从发射到接收的时间与到液面的距离成正比，关系式如下：

D=CT/2

式中：D-雷达液位计到被测液面的距离；C-光速；T-电磁波运行时间。

雷达液位计记录脉冲波经历的时间，而电磁波的传输速度为常数，则可算出液面到雷达天线的距离，从而知道液面的液位。

该雷达液位计采用脉冲微波技术，其天线系统发射出频率为6.3GHz、持续时间为0.8ns的脉冲波束，接着暂停278ns，在脉冲发射暂停期间，天线系统将作为接收器，接收反射波，同时进行回波图像数据处理，给出指示和电信号。

2 测量过程中出现的故障现象、波形及故障分析

我公司的两台PSWL61雷达液位计安装在中间槽和熔融槽，两个液位测量出现了在“工艺循环”过程中测量值大幅度跳动的情況。

由于循环过程中，被测液面是波动的，以上面这个例子，距离的测量值是0.4m，回波振幅是80dB，黑色的探测线在0.4m的位置已经达到78dB左右，0.3m的位置已超过80dB，在被测液面达到或超过0.3m时，测量回波将被黑色的探测线淹没。这时，有效回波丢失，传感器将把后面的多重回波（虚假回波）作为测量值。这就是测量值跳动的原因。

如果在传感器的安装位置升高一定高度，如0.5m，同时加粗安装接管、法兰至DN150PN16，液位达到最高时，距离也可以控制在0.7～0.8m的位置，从回波曲线图看，0.7m的位置，黑色的探测线也就是70dB左右，有效回波如果还是80dB时，我们就可以保证其有10dB的绝对值，这样就可以保证有效回波处于高液位时不丢失，测量也就会恢复正常了。

3 故障排除

根据以上的分析，我公司对液位计的安装高度、测量管进行了改进。经过此次改进，在以后的生产过程再未出现测量液位的大幅跳动现象。

4 结束语

我公司通过对雷达液位计现场使用过程中的故障原因分析，找到了影响其测量导致出现虚假回波而产生测量数据波动的因素，并最终消除了这种影响，为今后同类仪表的使用提供了一定的参考。