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    西門子電源代理商

  • 作者:潯之漫智控技術(上海)有限公司 2023-08-19 18:03 370
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     潯之漫智控技術(上海)有限公司(BFZY-YANGHONG)是西門子授權代理商

    用于內部核算,則對于精度的要求就不需要太高。如果介質測量的目的是用于對外交易,就需要選擇高精度的液位計。
    c、考慮其他因素另外,在進行雷達物位計選擇時,還需要考慮環(huán)境條件,安裝條件,經濟條件以及測量范圍,頻率等其他因素。
    ②雷達物位計安裝YR-RD90系列雷達物位計的安裝也是進行液位測量十分重要的環(huán)節(jié),為了雷達物位計正常穩(wěn)定的工作,就要使用科學合理的安裝方式,以減少各種故障的發(fā)生。在安裝時,要做到天線與測量槽壁保持平衡,同時安裝位置距離應該大于槽壁300mm,保持足夠的距離,否則容易讓回波信號產生異常,造成虛假的回波信號。
    在對具有腐蝕性或易結晶的物體進行測量時,為了避免各種因素對天線的影響,防止天線上存在的結晶影響正常的工作,應該有針對性地選擇儀表,從而減少各種故障的產生,防止得到的數(shù)據(jù)存在偏差。

    4、雷達物位計在煉油廠罐區(qū)的維護雖然雷達物位計在煉油廠罐區(qū)的維護比較簡單,但也應負起責任,著重注意使用溫度是否正常,供電是否正常,是否造成漫反射,天線是否結晶,儀表輸出是否總在大值以及查看診斷信息等,有效地雷達物位計在煉油廠罐區(qū)的正常工作。
    ①使用溫度是否正常對于雷達物位計的維護,要檢查它的使用溫度是否正常。一般情況下,雷達頭內部的使用溫度在65℃左右,如果被測液體的溫度很高則可能會過。但在正常情況下若過這個溫度,則需要用專門的設備吹入儀表風進行科學降溫,不能用水來冷卻降溫.
    ②供電是否正常對于雷達物位計的維護,要檢查供電是否正常。在正常情況下,通電后儀表很快就能正常工作,如果出現(xiàn)異常,就要檢查供電是否正常,是否真正接通電源或保險絲是否燒壞等。對于儀表短期的停運,則不需要切斷電源。
    ③是否造成漫反射對于雷達物位計的維護,還要檢查是否造成漫發(fā)射。在檢測過程中由于蒸發(fā)可能會造成液位降低,導致所發(fā)出的微波形成漫反射而使液位測量失靈。對于蒸汽造成的漫反射等到溫度正常后就會自動恢復。
    ④天線是否結晶對于雷達物位計的維護,還要考慮天線是否結晶因此在斷電后,要佩戴合適的防護器具擦去天線表面的結晶或污物。擦拭過程中要注意輕拿輕放,不要讓天線彎曲受損。⑤儀表輸出是否總在大值對于雷達物位計的維護,還要檢查儀表輸出是否總在大值。若輸出總在大值,就需要考慮用于檢測返回信號的石英下面有水珠或石英晶體上有臟物,并且做出有效處理,保儀表恢復正常工作。⑥查看診斷信息如果儀表發(fā)生了故障,并且排除了以上幾種可能性,就要檢查它的故障代碼,從而進行準確的診斷和及時有效的處理。若仍未恢復正常工作,就需要斷開電源,進行逐個測試判斷出故障出現(xiàn)的原因與部位。
    YR-RD系列雷達物位計因其使用壽命長,抗干擾能力強,可測介質多,可靠性強的明顯優(yōu)勢,得到了廣泛的使用。為了其正常工作,在進行選型和安裝時,要綜合考慮各方面的因素,同時在維護時要注意使用溫度是否正常,供電是否正常,是否造成漫反射,天線是否結晶,儀表輸出是否總在大值以及查看診斷信息等,減少故障的產生。導波雷達液位計指示波動也是儀表工經常會遇到的問題,本文結合實例分析導致導波雷達物位計指示波動的原因,并提供了導波雷達液位計故障處理方法供儀表工借鑒和參考。

    導波雷達液位計在測量液位時都安裝于設備部,導波雷達液位計工作時雷達波沿鋼纜向下傳遞,碰到被測介質液面時雷達波又沿鋼纜返回換能器。雷達波在傳送過程中如果受到外界干擾,則導波雷達液位計指示出現(xiàn)頻繁波動,假如波動頻繁且幅度較大,則操作人員無法根據(jù)導波雷達液位計指示判斷真實液位高度。
    導波雷達液位計指示波動的原因昌暉儀表多年從事導波雷達液位計生產,在應用中總結了引起導波雷達液位計指示波動的六種原因供大家參考:1、介質波動引起導波雷達液位計指示波動(這種現(xiàn)象是工藝變化導致的,不屬于儀表故障,介質波動停止后導波雷達液位計指示也就恢復正常)。2、導波雷達液位計的導播強度過強或者過弱。3、導波雷達液位計鋼纜安裝較松或無配重,容易造成鋼纜擺動碰撞設備內壁。4、導波雷達液位計鋼纜安裝位置離設備內壁太近,容易造成鋼纜擺動碰撞設備內壁。5、導波雷達液位計測量盲區(qū)過小。6、導波雷達液位計安裝位置靠近進料口,進料沖刷鋼纜造成導波雷達液位計指示波動。
    當儀表工遇到導波雷達液位計指示波動故障時,首先應冷靜判斷是否由工藝原因引起,排除工藝變化原因后再查找引起液位波動的原因,并進行相關故障處理。
    導波雷達液位計指示波動故障處理措施1、導波雷達液位計盲區(qū)設置要根據(jù)現(xiàn)場需求進行調整。2、導波雷達液位計的導播強度要根據(jù)現(xiàn)場需求進行調整。3、導波雷達液位計鋼纜安裝時應進行拉緊固定或重新配置。4、可在導波雷達液位計鋼纜底部加配重(如重錘),讓鋼纜在測量過程中不晃動。5、導波雷達液位計安裝位置應避開進料口且與罐壁保持適當距離。昌暉導波雷達液位計導波雷達液位計故障處理實例
    公司采用導波雷達液位計測量反應釜液位。從DCS的導波雷達液位計的趨勢圖變化上看,液位計上下波動頻繁,幅度較大,經常出現(xiàn)滿量程現(xiàn)象。液位指示無法穩(wěn)定。
    根據(jù)儀表工現(xiàn)場檢查,判斷發(fā)生導波雷達液位計指示波動故障有以下幾種可能:
    1、根據(jù)設備結構進料口位置是從設備部向下3米左右的位置,原導波雷達液位計盲區(qū)設置的是1米。因此,進料口進料沖刷液位計鋼纜,造成液位波動,將盲區(qū)向下修改為4米,波動減小,沒有根本解除波動問題。
    2、修改導播強度為700到1000之間,修改效果不太明顯,設置為750相對較穩(wěn)定一點,偶爾還是會出現(xiàn)量程現(xiàn)象,還是不穩(wěn)定,相比較修改盲區(qū)前,穩(wěn)定多了。
    3、在設備停車時,打開設備,發(fā)現(xiàn)導波雷達液位計鋼纜安裝較松,擺動幅度大,進料時的沖刷會造成鋼纜碰撞設備內壁,就對鋼纜重新進行拉緊固定。
    隨著太赫茲技術的發(fā)展,太赫茲調頻連續(xù)波雷達物位計的研究已經廣泛開展。太赫茲波是指頻率范圍為0.1-10THz的電磁波,與微波、毫米波相比,其波長短且?guī)挻?,應用于雷達方面具有高距離分辨率,無盲區(qū)、低截獲率及強抗干擾能力等眾多優(yōu)勢。由于太赫茲雷達的頻率較高,采用調頻連續(xù)波(frequencymodulatedcontinuouswave,F(xiàn)MCW)雷達體制,將高頻的發(fā)射和回波信號轉換成低頻的差頻信號,便于信號處理。在信號處理中采用快速傅里葉變換(fastFou-riertransform,F(xiàn)FT)的方法分析差頻信號頻譜,存在著頻譜泄露和柵欄效應,影響其頻率估計精度。比值法是利用峰值譜線和相鄰譜線的比例關系估計頻率,但在噪聲環(huán)境下頻率估計精度不高。能量重心法通過加窗函數(shù)減少頻譜泄露,但選取點數(shù)少,估計精度較低。結合比值法和能量重心法,并對FFT結果做線性組合代替窗函數(shù)減少了計算量,提高了精度,但在信號非整周期截斷時,頻譜泄露使精度提高有限。
    本文主要根據(jù)差頻信號的特點,綜合考慮測量誤差和實時性的要求,提出一種提高太赫茲調頻連續(xù)波雷達物位計測量精度的算法,此算法首先通過調整采樣參數(shù)實現(xiàn)整周期采樣,然后利用峰值譜線的相鄰譜線的梯度關系調整確定主瓣中心位置,估計實際頻率。本算法在Matlab中進行了仿真實驗,實驗表明該算法易于實現(xiàn),太赫茲調頻連續(xù)波雷達物位計測量精度比直接FFT高很多,與比值法和能量重心法相比有所提高。
    1、太赫茲調頻連續(xù)波雷達物位計結構與測距原理①太赫茲調頻連續(xù)波雷達物位計結構太赫茲調頻連續(xù)波雷達物位計如圖1所示,數(shù)字信號處理器產生三角波,控制壓控振蕩器產生高頻連續(xù)波發(fā)射信號,經過放大器和天線發(fā)射出去,同時經過功分器將一部分發(fā)射信號送入混頻器中作為本振信號。發(fā)射信號遇到目標后散射回來經接收天線和低噪放大器進入混頻器中,與本振信號混頻后產生較低頻率的差頻信號,其中包括所需的距離信息和無關的干擾信號,A/D采樣之后通過數(shù)字信號處理器完成目標距離信息的提取。
    太赫茲調頻連續(xù)波雷達物位計結構示意圖圖1  太赫茲調頻連續(xù)波雷達物位計結構示意圖
    ②太赫茲調頻連續(xù)波雷達物位計測距原理太赫茲調頻連續(xù)波雷達物位計主要采用三角調頻連續(xù)波,發(fā)射信號經過目標散射之后,被天線接受,延遲時間τ=2R/c,其中R為目標到天線的距離,c為電磁波的傳播速度。在探測目標靜止情況下,距離計算公式為R=(cT/4B)×fb,公式中T為三角波的周期,B為調頻帶寬。由公式R=(cT/4B)×fb可得差頻信號頻率fb與距離R是線性關系,因此,測距系統(tǒng)的關鍵在于測量差頻信號的頻率。在帶寬B和周期T一定的條件下,只要得到頻率fb就可以計算距離R,所以頻率測量的精度直接影響測距的精度。差頻信號通常經過A/D采樣之后利用FFT計算得到N點的離散頻譜,然后通過頻譜峰值頻率得到fb,由于離散頻譜會存在頻域采樣間隔△f=fs/N。公式中fs為采樣頻率,N為采樣點數(shù)。經過FFT得到的離散頻譜采樣一般不能采集到信號頻率峰值點,即頻率間隔的整數(shù)倍與峰值點不重合,導致FFT分析的結果與實際頻率不一致,造成頻率估計誤差。
    2、本文所提的方法本文所提的方法主要經過整周期采樣調整和譜線梯度校正兩部分來完成,其實現(xiàn)流程如圖2所示。文中所提方法實現(xiàn)流程圖圖2   文中所提方法實現(xiàn)流程圖
    ①整周期采樣調整整周期采樣調整主要通過三個步驟實現(xiàn):第一步進行差頻信號頻率的粗略估計。首先,根據(jù)系統(tǒng)的要求確定信號的第一次采樣頻率fs和采樣點數(shù)N,采樣點數(shù)是2的冪次方,利于FFT計算。然后經過FFT,根據(jù)離散頻譜峰值譜線粗略估計差頻信號的頻率f1;第二步進行采樣參數(shù)調整值的計算。首先根據(jù)頻率f1和采樣頻率fs計算采集信號的單位周期的采集點數(shù)a=fs/f1;然后利用采樣點數(shù)N和單位周期數(shù)a計算采集的信號周期數(shù)b=N/a;隨后利用取整函數(shù)進行截尾取整得到整周期的信號周期數(shù)c=[b];采樣點數(shù)N不變,計算新的單位周期內采樣點數(shù)d=N/c;后得到新的采樣頻率fs=df1。第三步是根據(jù)新的采樣頻率fs和采樣點數(shù)N對差頻信號進行重新采樣,新采集到信號基本滿足整周期采樣的要求,然后通過頻譜分析估計差頻信號的頻率。
    ②譜線梯度校正法譜線梯度校正法首先對差頻信號進行FFT處理,得到信號離散頻譜X(k),然后利用公式fpeak=argmax[X(k)]得到峰值譜線頻率,但是由于誤差的存在,峰值譜線的頻率與差頻信號的實際頻率一般不一致。在圖3中,假定離散峰值譜線的序號為m,則峰值譜線頻率為fpeak=m×△f,其中Δf定義如式△f=fs/N所示。峰值譜線左右相鄰兩條譜線分別表示為fL=(m-1)×Δf和fH=(m+1)×Δf,相應譜線的幅值分別為X(m-1)和X(m+1)。利用峰值譜線左右相鄰譜線的橫縱坐標的比例關系,可以構建峰值譜線處的梯度值為r=[X(m+1)-X(m-1)]/(fH-fL),然后利用r值的正負來調整頻率范圍,步驟如下:如圖3(a)所示,當r>0時,峰值譜線處梯度值大于0,實際譜線峰值位于該譜線峰值的右側,調整令fL=fpeak和fH=(m+1)×Δf;如圖3(b)所示,當r<0時,峰值譜線處梯度值小于0,實際譜線峰值位于該譜線峰值的左側,調整令fL=(m-1)×Δf和fH=fpeak,則調整后的峰值譜線頻率為fpeak=(fL+fH)/2,后差頻信號實際頻率值為fb=fpeak。
    譜線梯度校正圖圖3  譜線梯度校正圖3、仿真與分析本文在Matlab中進行了仿真驗,實驗設定的相關參數(shù):三角波的周期為T=2ms,初始頻率f0=10GHz,帶寬B=1.5GHz,采樣頻率fs=200kHz,采樣點數(shù)N=512,測距范圍為1-9m之間。采用直接FFT法作為對比,分別采用比值法、能量重心法和文中的方法進行距離測量。表1中列出了四種方法的在不同距離上的測量誤差值。本文的方法在不同的距離上測量偏差是小的,接近理論值。比值法由于噪聲影響,會導致插值方向出現(xiàn)錯誤,在某些距離上測量誤差比直接采用FFT的大,能量重心法采用的是三點卷積,由于增加了加窗運算,減少了噪聲的影響,精度有所提高。表1  四種方法的距離測量誤差對比
    測量距離/mm  1000.0   2000.0   3000.0   4000.0  5000.0  6000.0  7000.0   8000.0  9000.0
    FFT法               62.5       46.9       70.3      54.7       39.1      54.7      70.3       46.9      62.5
    比值法              50.5       61.8       54.5      67.2       50.9      67.9      53.9       60.5      49.7
    能量重心法       40.6       37.3       38.6      41.4        23.4      43.8      48.7      15.1      46.9
    本文所提方法    27.4       26.3       15.1      25.4       12.6      27.5      34.8       7.9       34.3
    圖4顯示了四種方法在不同距離上的測量誤差的對比情況,本文的方法在不同的距離上相對于其他三種方法測量誤差都是小的。表2列出了三種改進方法的在不同距離上的精度提高程度,在9個測量點上,比值法的精度提高程度平均為2.5%,而能量重心法的精度提高程度平均為30.4%,本文的方法在距離測量精度上有了進一步的提高,平均提高了58.8%。
    表2 三種改進方法相對FFT法的測量精度改進程度
    測量距離/mm     1000.0   2000.0   3000.0   4000.0  5000.0  6000.0  7000.0   8000.0  9000.0    平均值
    比值法/%            19.2       -31.8      22.5      -22.9     30.2      -24.1    37.5        -28.9    20.5        2.5
    能量重心法/%      35.0      20.5        45.1      24.3      40.2      19.9      30.7        67.8     24.9        30.4
    本文所提方法/%   56.2      43.9        78.5      53.6      68.8      49.7      50.5        83.2     44.9        58.8
    四種方法在不同距離上的誤差對比圖4   四種方法在不同距離上的誤差對比
    本文提出了一種提高太赫茲調頻連續(xù)波雷達物位計測量精度的算法,該算法將整周期采樣和譜線梯度校正相結合來測量差頻信號頻率,首先通過調整采樣參數(shù),使得采樣序列滿足整周期采樣要求,減少截斷誤差對頻率精度的影響,然后采用譜線梯度校正來減少離散頻譜柵欄效應的影響,通過兩


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