摘 要：隨著石化行業(yè)的發(fā)展高精度的雷達(dá)液位計(jì)越來越多的使用在儲罐液位參數(shù)測量上，本文就羅斯蒙特PRO型導(dǎo)波管陣列天線雷達(dá)液位計(jì)的結(jié)構(gòu)、原理、現(xiàn)場參數(shù)設(shè)定等方面做了詳細(xì)介紹。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)波管；陣列天線；組態(tài)

1 引言

羅斯蒙特PRO系列雷達(dá)液位計(jì)前身為瑞士SAAB，后被羅斯蒙特收購，1999年進(jìn)入國內(nèi)市場，2002年以前，國內(nèi)石化行業(yè)所采用的雷達(dá)液位計(jì)約99%為SAAB雷達(dá)。羅斯蒙特 TankRadar Pro系列為10GHz調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)物位，計(jì)適用于儲罐的非接觸液位、物位測量，其中PRO型導(dǎo)波管陣列天線液位計(jì)為有導(dǎo)波管儲罐的專用液位計(jì)。

2 測量原理

液位計(jì)的天線發(fā)射的雷達(dá)信號測量儲罐內(nèi)介質(zhì)的液位（或物位）。在雷達(dá)信號被液面反射后，回波被天線接收。由于信號頻率不斷變化，與發(fā)射的信號相比，回波的頻率稍微有所不同。頻率的差異與液面的距離成比例，因此可以精確計(jì)算液位。這種方法被稱為FMCW（調(diào)頻連續(xù)波），并用于部分高性能雷達(dá)液位計(jì)。

3 導(dǎo)波管陣列天線

導(dǎo)波管專用的陣列天線，安裝導(dǎo)波管內(nèi)，測量精度可以達(dá)到±3mm。液位計(jì)采用獲得專利的獨(dú)特低損耗模式（LOW LOSS MODE），雷達(dá)波聚集集中在導(dǎo)波管中心。這樣可避免因?qū)Рü軆?nèi)壁生銹和被測介質(zhì)附著在導(dǎo)波管上所導(dǎo)致的測量精度降低。

4 儀表現(xiàn)場參數(shù)組態(tài)修改

為了讓羅斯蒙特PRO雷達(dá)液位計(jì)能夠準(zhǔn)確測量液位（或物位），必須對各重要參數(shù)進(jìn)行正確組態(tài)。

4.1 主菜單選項(xiàng)

（1）View（視圖）選項(xiàng)，顯示液位計(jì)測量液位高度和其他測量數(shù)據(jù)。

（2）Service（服務(wù)）選項(xiàng)，可進(jìn)行查找錯(cuò)誤、報(bào)警信息，恢復(fù)出廠設(shè)置，進(jìn)行液面回波搜索。

（3）Setup（設(shè)置）選項(xiàng)，對液位計(jì)參數(shù)進(jìn)行組態(tài)。

（4）Display Panel（顯示板）選項(xiàng)，設(shè)置面板顯示參數(shù)，如：測量值單位、語言等。為方面人員維護(hù)，不建議設(shè)置用戶口令。

4.2 按鍵

顯示屏下部的四個(gè)按鍵的功能隨打開窗口的不同而改變。使用箭頭鍵上下移動(dòng)光標(biāo)、更改輸入數(shù)值，進(jìn)入下一級窗口，標(biāo)記、保存當(dāng)前設(shè)置等。

4.3 對羅斯蒙特PRO雷達(dá)液位計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場組態(tài)

從主菜單中選擇Setup（設(shè)置）進(jìn)行組態(tài)。

4.3.1 引導(dǎo)設(shè)置

Guided Setup（引導(dǎo)設(shè)置）該選項(xiàng)引導(dǎo)儀表安裝維護(hù)人員以預(yù)定義順對液位計(jì)重要參數(shù)逐個(gè)組態(tài)。由于使用導(dǎo)波管陣列天線雷達(dá)液位計(jì)時(shí)需要設(shè)置導(dǎo)波管直徑，而引導(dǎo)設(shè)置中無該選項(xiàng)設(shè)置，會(huì)造成測量誤差，故不推薦使用引導(dǎo)設(shè)置。

4.3.2 自定義設(shè)置

使用 Custom Setup（自定義設(shè)置）對雷達(dá)液位計(jì)重要參數(shù)進(jìn)行組態(tài)（每項(xiàng)菜單中的選項(xiàng)用光標(biāo)選擇后必須按Mark標(biāo)記并Save后才能生效）：

從Main Menu（主菜單）中的Setup（設(shè)置），中選擇Custom（自定義）按下Next，選擇Start Radar選項(xiàng)。

（1）從Start Radar（啟動(dòng)雷達(dá)）菜單中選擇 Antenna Type（天線類型）選項(xiàng)?？捎玫奶炀€類型有：F型（固定型）和P型（鉸鏈蓋型），由于我們使用的為固定型導(dǎo)波管陣天線所以選擇F型。

（2）Pipe diameter（導(dǎo)波管徑）該數(shù)據(jù)為導(dǎo)波管直徑，單位為m（米），該項(xiàng)為導(dǎo)波管陣天線雷達(dá)液位計(jì)必填項(xiàng)，若數(shù)值填錯(cuò)將嚴(yán)重影響測量的準(zhǔn)確性。 （下轉(zhuǎn)第270頁）

（上接第267頁）

（3）Tank Environment（儲罐環(huán)境）一般有四種選項(xiàng)：1）Rapid Changes（快速變化）；2）Turbulent（混亂的）；3）Foam（泡沫）；4）Solid（固體），根據(jù)具體的存儲介質(zhì)情況來進(jìn)行選擇，若為平靜液面則選擇第1）項(xiàng)。

（4） Product DC（介電常數(shù)），被測介質(zhì)的介電常數(shù)決定反射雷達(dá)信號的效果，石油、烴類介質(zhì)選擇unknown，不會(huì)影響測量結(jié)果。

（5）Start Code（啟動(dòng)代碼） 選項(xiàng)。通過選擇 Save確認(rèn)您所選擇的啟動(dòng)代碼。液位計(jì)與啟動(dòng)代碼配套供應(yīng)，啟動(dòng)代碼可激活訂購的軟件選項(xiàng)。

（6）按 Back返回到 Custom Setup菜單。

4.4 從 Custom Setup菜單中選擇 Geometry（幾何尺寸）選項(xiàng)

（1） Tank Type（儲罐類型）根據(jù)現(xiàn)場罐體形狀進(jìn)行選擇。

（2）Tank Height（儲罐高度）為上部參考點(diǎn)（陣列天線的高度）與零液位之間的距離。

（3）Bottom Type（底部類型）根據(jù)現(xiàn)場罐底形狀進(jìn)行選擇。

（4）Calibration Distance（標(biāo)定距離） 默認(rèn)值設(shè)置為零。標(biāo)定距離用于調(diào)整液位計(jì)，使測量液位與手工檢尺測量的產(chǎn)品液位匹配。通常情況下，只需要進(jìn)行微調(diào)。

從 Custom Setup（自定義設(shè)置）中選擇 False Echo（偽回波）。在正常運(yùn)行情況下，液位計(jì)將檢測的回波與記錄的干擾回波清單進(jìn)行對比以確定真實(shí)的表面回波。若要查看液位計(jì)已檢測到的回波清單，可選擇 Tank Echoes（儲罐回波）。

4.5 按照下列步驟可記錄干擾回波

（1）將光標(biāo)移動(dòng)到您想添加到清單的回波，選擇Edit（編輯）后將光標(biāo)移動(dòng)到 Add to list（添加到清單）并點(diǎn)擊 Mark（標(biāo)記），點(diǎn)擊Save將做標(biāo)記的回波記錄到清單中。

（2）使用 Set as surface（設(shè)置為表面），可將回波定義為被測介質(zhì)表面。如果想手工添加回波，可在Add new false（添加新偽回波）選項(xiàng)上做上標(biāo)記。若存在低于被測介質(zhì)表面的干擾或者在安裝時(shí)不能被液位計(jì)檢測的已知干擾時(shí)，該選項(xiàng)相當(dāng)有用。

（3）點(diǎn)擊 CNCL（取消）返回到 False Echo（偽回波）菜單。為了瀏覽記錄的當(dāng)前干擾回波清單，可選擇Reg. False Echoes（記錄的干擾回波）。

將光標(biāo)移動(dòng)到您想清除的回波。點(diǎn)擊 Edit，選擇Remove echo（清除回波）并點(diǎn)擊 Mark。 點(diǎn)擊 Save以清除選定的回波。

以上內(nèi)容為導(dǎo)波管陣天線雷達(dá)液位計(jì)日常安裝和維護(hù)過程中現(xiàn)場參數(shù)組態(tài)修改方法介紹。

5 結(jié)束語

導(dǎo)波管陣天線雷達(dá)液位計(jì)不受工藝復(fù)雜條件的限制，如低介電常數(shù)和變介電常數(shù)（會(huì)影響射頻導(dǎo)納式液位計(jì)工作）、變介質(zhì)密度（影響浮筒和壓力/差壓式液位計(jì)工作）、氣化、泡沫/液面波動(dòng)（影響超聲波液位計(jì)工作）等的影響，成為了一種越來越廣泛應(yīng)用的液位計(jì)，在石油、化工、醫(yī)藥、食品等過程工業(yè)領(lǐng)域有著廣闊的前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]西部管道新疆輸油分公司.羅斯蒙特PRO型雷達(dá)液位計(jì)操作維護(hù)規(guī)程[Z].

[2]羅斯蒙特SAAB PRO雷達(dá)液位計(jì)選型中文樣本[Z].

作者簡介： 李孝偉（1984-），男，河南洛陽人，儀表專業(yè)助理工程師。endprint