成品油轮Saab TankRadar液位遥测系统管理及故障处理

闫 伟

（江苏航运职业技术学院，江苏南通 226010）

Saab TankRadar液位遥测系统广泛应用于成品油船、原油船等液货船货舱液位测量、压力测量等，能够满足国际海事公约对液货船液位、压力、配载等要求，Saab TankRadar 液位遥测系统的安装可以实现液货舱封闭作业，避免石油挥发的气体对人体的伤害，也可以避免人工测量液位所引起的静电。液货船液位遥测系统主要有机械式、压力式、雷达式三种测量方式[1]。Saab TankRadar 液位遥测系统属于雷达式液位遥测系统，系统有一个固定在液货舱顶部的雷达天线，雷达天线并不与货油接触，具有测量精度高、反应速度快、安全可靠等优点。本文介绍了Saab TankRadar液位遥测系统的组成、故障处理及管理要点，希望能够给同行提供借鉴。

1 Saab TankRadar 液位遥测系统的组成及原理

1. 1 Saab TankRadar液位遥测系统的组成

Saab TankRadar液位遥测系统主要由以下几部分组成：液位雷达，液位雷达每个液货舱（包括货油舱、污油水舱、压载舱）配置一个压力传感器、温度传感器，压力传感器每个液货舱配置一个，温度传感器配置两个液位测量单元输入输出接线盒（分别接到装载计算机、船舶计算机、阀门遥控计算机等）计算机工作站无线数据读出单元吹气式液位测量装置装载计算机装载计算机。各部件相互关系如图1所示：

图1 液位遥测系统组成

1. 2 Saab TankRadar 液位遥测系统主要部件的作用及工作原理

1.2.1 液位雷达

液位雷达单元主要由发讯装置、液位测量装置组成，液位雷达发讯器是本质安全型，提供给操作者简明扼要的数据，不会因为设备本身引起火花或者爆炸。雷达天线与惰气压力传感器布置在液货舱内。利用雷达测量液位实际测量的是货油舱空挡高度，并不是真正的液位。原理是雷达波随时间变化，假设雷达波从货油舱顶部发出的频率为f1，时间为t0，到了时间t1，雷达所发射的频率变化为f2，由货油液面反射到雷达接收天线的频率为f1,,那么在单位时间（t1-t0）,所产生的频率差为（f2-f1）,雷达所发射的调频连续波通过液货舱空挡的所需时间T与频率差Δf有关，可以推出货油舱空挡高度h是关于频率差Δf即：h=f(Δf).所以准确测量出发射信号与回波信号的频率差就可以算出液货舱空挡高度[2]。

1.2.2 输入/输出控制箱

输入/输出控制箱是工作站（包括液位测量单元）内各种设备的分界面。输入/输出电路板上包含电源、继电器以及各种界面印刷电路板。输入/输出控制箱与工作站的8 个通道接口印刷电路板与串行通讯端口COM1、COM2连接。这些通道中有一个用来作为监控设备和继电器输出控制。其他7 个通道与母板上的7 个接口用通讯线连接起来。这7 个通道中有一个与液位测量单元连接。接口印刷电路板分别与主计算机、装载计算机、压载舱液位测量装置以及显示器单元等连接在一起。通过接口印刷电路板，模拟量和数字量的输入输出通过I/O模块来完成。

1.2.3 液位测量单元

液位测量单元按照布置由三部分组成：底部是本安型电源部分；中间是与发讯器连接的接口；顶部是计算机单元。主要是处理和计算测量值、带有键盘的备用显示。是整个液位遥测系统的核心部件。信息从传感器进入液位测量单元后再到传感器接口（LI),然后通过隔离栅到信号板（LCS)。信号板放大和处理信号，在信号板上信号转换为数字形式发送到处理存储器（LCM)。在接口板（LCI)上处理液位测量单元和工作站、备用显示器、I/O以及服务PC 机之间的通讯。液位测量单元各部件相互关系如图2所示：

图2 液位测量单元组成

1.2.4 发射机

在Saab TankRadar 系统中，有两种不同天线的发射机，即抛物线型天线发射机和锥型天线发射机两种。发射机内还安装有惰气压力传感器、可就地显示的接口以及五个PT100温度传感器。其中有三个温度传感器用热电偶套管固定在货舱内，剩余两个温度传感器作为附加传感器，如用于加热器等。温度传感器通过电缆与发射机连接，连接盒固定在甲板上。[3]

发射机内的接线端子可用来与传感器连接，用来与液位测量单元的电缆连接。发射机的电气元件都是本安型的并放在电气盒内。两种型号的发射机用的是同一种电气盒。发射机的天线需要维护的是清洁，没有固定的周期，这和所装的货物品种有关。当天线需要清洁时，工作站上有提醒显示。

2 故障及其分析

故障一：Saab TankRadar系统工作站无液位、温度、压力显示，同时主机电脑面板上显示器所有菜单处于死机状态，关机重启后故障依然存在。系统工作站液位、温度、压力同时没有显示，首先应该排除压力传感器、温度传感器故障。从图1可以看出液位信号、温度信号、压力信号等是通过液位测量单元传至输入/输出控制箱，检查的重点应该是液位测量单元。从图2 可以看出液位测量单元主要由信号板（LCS）、处理存储器（LCM）、接口板（LCS）、传感器接口（LI）、等若干个电路板及液位测量单元电源（LP）组成。船舶管理人员仔细检查发现传感器接口（LI）电路板上一电容有明显烧坏迹象，更换对应型号电容后，Saab TankRadar系统恢复正常。

故障二：Saab TankRadar 系统显示屏上有ERROR报警提示。显示ERROR往往是传感器故障，传感器分为惰气压力传感器以及温度传感器。传感器发生此类故障往往是由于以下原因：雷达头与传感器之间的线路异常；传感器本身故障，通过万用表测量红、蓝、白三根线对地绝缘，如果阻值低于1M 欧姆，可以判断为传感器故障；雷达探头电气接线盒故障，此类故障发生概率较低。根据以上分析，船舶管理人员逐一检查发现右5货油舱雷达盒内有少量积水，温度传感器绝缘很低（100K欧姆左右），温度传感器故障；检查右4货油舱SAAB雷达盒内也有少量积水，温度传感器绝缘很低（200K欧姆左右），压力传感器故障。船舶管理人员对压力传感器及温度传感器进行相关的绝缘等处理后系统恢复正常。

3 Saab TankRadar 液位遥测系统日常管理注意事项

Saab TankRadar液位遥测系统是液货船货油系统中重要设备，如果出现故障将会影响装货作业、卸货作业、惰气的充注等，在平时工作中加强维护，如等其出现问题再进行维修，费时费力又影响生产。

Saab TankRadar液位遥测系统排除故障时需要注意以下四个方面：检查故障显示内容，根据系统故障显示的内容进行相关的检查，如果故障发生的最近几天内外部环境恶劣，如下雨等可打开雷达头箱检查是否有水气，雷达头天线是否需要清洁；重点检查外部压力传感器、温度传感器、接线盒以及电缆是否存在接地及绝缘低等情况；检查接线端子处是否存在氧化现象。

Saab TankRadar液位遥测系统的日常维护应从以下三个方面进行检查和保养：每个月检查气源、电源是否正常；每三个月检查各控制箱内元器件：电源模块、隔离栅、继电器、熔断器、印刷电路板、仪表等检查清洁；每六个月对雷达头外观检查，雷达天线清洁，压力传感器、温度传感器检查，接线端子检查紧固，雷达头外部电缆检查是否有损坏，接线头是否有损坏现象。

4 结束语

Saab TankRadar液位遥测系统在液货船上使用日益普遍，而此系统工作正常与否，必然会影响船舶的安全与正常营运。船舶管理人员只有对系统的原理、结构、组成及相互关系及常见故障熟悉才能在系统异常时做出快速、正确的处理，而不致造成船舶船期延误和船舶安全隐患。