联合站雷达液位计计量误差分析与控制措施

吕承江

[摘要]本文针对雷达液位计随着设备投运时间长，数据传输过程中出现的误差，影响了日常正常计量生产进行分析，通过采取有效措施控制，确保原油计量的准确，提高雷达液位计平稳运行。

[关键词]雷达液位计；误差

前言

联合站原油罐雷达液位计投产运行10年已久，由于各种原因造成罐液位测量时存在较大的偏差，因而需要人工检尺进行上罐量油校对。但由于人工检尺量油这种方法受人为因素影响较大，费时费力，为了保障罐液位计量的准确性，对雷达液位计存在的问题进行了分析，提出解决方案及控制措施。

一、液位计的工作原理

德国科隆BMl00A型雷达液位计是一种测量液位的压力传感器，雷达液位计采用发射一反射一接收的工作模式。雷达传感器的天线以波束的形式发射电磁波信号，发射波在被测物料表面产生反射，反射回来的回波信号由天线接收。信号经智能处理器处理后得出介质与探头之间的距离，送终端显示器进行显示、报警、操作等。雷达脉冲信号从发射到接收的运行时间与探头到介质表面的距离成正比。

二、雷达液位计使用情况及现状分析

联合站4座原油储罐使用BMl00A型雷达液位计，按照要求适合于储罐测量，测量范围在0-50m，要求精度等级±3mm。但是在近期使用过程中，雷达液位计测量值与实际值存在较大偏差。将液位计测量与人工測量进行对比，以原油3#罐为例，如表1所示。

通过以上数据分析，雷达液位计测量数据未存在规律性漂移，测量偏差较大，重新对油罐液位参数进行设定，调整罐液位漂移量，重新标定零点，进行测量发现标定后测量偏差还是无规律性变化，液位准确测量不能一直保持。

三、故障的可靠性分析

雷达液位计至今使用10年已久，从雷达液位计自身可靠性来分析，BMl00雷达液位计理论上符合各种检测条件，测量出现不准情况首先怀疑以下几点：安装方法、检修维护、参数设定错误。参数设定可以排除，需要论证以下三个问题：（1）雷达液位计说明书写明能够检测介电常数1.8的介质，原油的相对介电常数为1.8左右，正好处于临界点，如果介电常数过低，造成返回的电磁波过弱，很可能出现计算不准的情况。（2）雷达液位计维修过程壳体的静电接地，造成电磁干扰对控制系统的影响。（3）罐底板升降引起罐底计量零点的位移。空罐状态下，底板和基础间会出现空隙，当罐内充液后，这些空隙不断发生变化，罐底板的这种随机变化显然会使下部计量零点产生位移，所引起的参照高度的变化约为0.1%同时还会引起罐容积的变化。

根据实际情况分析判断：壳体的静电接地接触不良可能产生电磁干扰，造成数据传输误差。而选用的BMl00型雷达液位计检测的介电常数处于原油介电常数的临界值，造成了反射波信号过弱，测量数据不稳定，从而造成测量液位的非线性漂移。

四、改进方案及措施

维修校验过程中，将壳体静电接地检查一下，同时改进下在原油罐量油孔处增加一块钢板（钢板介电常数约为3），确保雷达液位计电磁波检测钢板，然后反射直接传人雷达液位计传感器。只需要测量原油罐的顶部钢板与雷达液位计的距离D即可，由于测量的介质为钢板，反射信号会大大加强，基本上不会产生干扰信号。对雷达液位计进行移位后，保证雷达波不受到罐壁的干扰（防止雷达波检测到罐壁信号），雷达液位计中心移动距离为d，罐顶部钢板面积为s，直径为M。目前罐高H=17（m），直径D=60（m），喇叭口上下直径分别为S1=80（mm），S2=150（mm），喇叭口高度为h=200（mm）。罐液位处于最低位时，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）。雷达液位计计算原理图通过计算：需要面积为2.27m2的不锈钢钢板，雷达液位计至少需要向罐中心移动0.855m的距离。这样可以保障雷达液位计测量的准确。

五、总结

雷达液位计在原油计量精确度与人工检尺相比很高。联合站在原油储罐中选用雷达液位计提高了自动化的技术水平，同时受其测量方法、安装校正过程及储罐自身特性的影响，它与人工检尺具有着相同的系统误差。通过深入分析解决雷达液位计的计量精度有助于对储罐计量数据正确认识，采取有效对策、减少误差，并为今后站内计量仪表的选用提供了参考。endprint