苯乙烯儲罐液位計選型——江蘇奧科儀表有限公司

苯乙烯是用苯取代乙烯的一個氫原子形成的有機(jī)化合物，是生產(chǎn)聚苯乙烯的主要原料。根據(jù)介質(zhì)易燃、易聚合的特性，苯乙烯儲罐液位計設(shè)置高液位報警和低液位報警。現(xiàn)場也應(yīng)有液面指示，液面指示器裝在地面附近。

苯乙烯儲罐液位計選型選用導(dǎo)波雷達(dá)液位計以導(dǎo)波桿(纜)結(jié)構(gòu)作為傳輸介質(zhì),具有信號損耗小、回波質(zhì)量高及能耗損失低等諸多優(yōu)點(diǎn),測量效果不受真空、密度變化、壓力變化、劇烈的空氣流動及劇烈的溫度變化等影響,同時對粉塵環(huán)境和揮發(fā)性液體的氣相成分、物料表面的波動、泡沫和障礙物相對不敏感,還可測量界位。基于上述諸多優(yōu)勢,導(dǎo)波雷達(dá)液位計在環(huán)保、化工、石油、食品、醫(yī)藥、造紙、水處理、電力、水泥、煤粉及塑料等領(lǐng)域或行業(yè)應(yīng)用廣泛。

波雷達(dá)液位計的工作原理：
雷達(dá)液位計采用時域反射原理(Time Domain Reflectometry,TDR),電磁脈沖以光速沿鋼纜或?qū)РU(纜)傳播,當(dāng)遇到被測介質(zhì)表面時,部分脈沖被反射形成回波并沿相同路徑返回到脈沖發(fā)射裝置,發(fā)射裝置與被測介質(zhì)表面的距離同脈沖在其間的傳播時間成正比,進(jìn)一步計算發(fā)射脈沖和回波脈沖的時差就能得到發(fā)射電路到該介質(zhì)接觸點(diǎn)的距離[2,3]。行程時間原理(TOF):發(fā)射出一個機(jī)械波或電磁波,該波以波速C進(jìn)行傳播,波在介質(zhì)表面被反射,接收反射波,測量運(yùn)行時間T,計算接收中心與反射表面的距離D=T×C/2。
導(dǎo)波雷達(dá)液位計采用TDR原理與等效時間采樣(Equivalent Time Sampling,ETS)技術(shù),測量發(fā)射與反射脈沖之間的時間差,通過等效時間采樣技術(shù)將納秒級的傳導(dǎo)時間放大為毫秒級,采用優(yōu)化的識別算法進(jìn)行處理,對虛假回波進(jìn)行有效抑制和屏蔽,從而達(dá)到測量的目的。

導(dǎo)波雷達(dá)液位計的優(yōu)缺點(diǎn)：
常見的回波法液位儀表有:超聲波物位計、非接觸雷達(dá)及導(dǎo)波雷達(dá)等。
超聲波是機(jī)械波,機(jī)械波在傳播過程中會受到傳播介質(zhì)穩(wěn)定程度的影響。引起空氣波動的因素很多,如粉塵、氣浪、蒸汽及料流等,同時會降低回波質(zhì)量,致使液位計很難識別出有效回波,直接影響測量效果。超聲波在現(xiàn)場應(yīng)用時要考慮被測介質(zhì)的空間狀態(tài)和表面狀態(tài),當(dāng)粉塵及氣浪等現(xiàn)象嚴(yán)重時,建議用低頻超聲波物位計。
Radar一詞來源于無線電探測和測距(Radio Detection and Ranging),因非接觸式雷達(dá)物位計發(fā)射和接收的是電磁波,相比超聲波液位計有諸多優(yōu)點(diǎn),即精度高且使用范圍廣等,而且發(fā)射與接收均不與測量介質(zhì)接觸;高頻電磁波易于長距離傳輸,可測量大量程;測量不受液面上部空間氣相條件變化的影響。雷達(dá)液位計發(fā)射和接收高頻(GHz)電磁波,通過計算發(fā)射波和回波時間進(jìn)行液位測量,與超聲波液位計相比優(yōu)點(diǎn)突出:超聲波液位計聲納所發(fā)出的聲波是一種通過大氣傳播的機(jī)械波,大氣成分會引起聲速的變化,如液體蒸發(fā)汽化會改變聲波的傳播速度,從而引起超聲波液位測量的誤差,電磁波可在氣體介質(zhì)中傳播,并且氣體的波動變化不影響電磁波的傳播速度,故雷達(dá)液位計就有了更加廣泛的應(yīng)用空間。
導(dǎo)波雷達(dá)液位計則彌補(bǔ)了雷達(dá)測量液位中的缺陷,雷達(dá)液位計+導(dǎo)波桿(纜)=導(dǎo)波雷達(dá)液位計,導(dǎo)波雷達(dá)液位計多了一個能定向集中傳輸電磁波的導(dǎo)波體,為信號至液面往返傳輸提供了一條高效通道,導(dǎo)波雷達(dá)輸出到探頭的信號能量非常小,約為常規(guī)雷達(dá)發(fā)射能量(1.0MW)的10%(約0.1MW)[4],信號衰減保持在***小程度,因而不能用于測量介電常數(shù)很低(小于1.4)的液體。此外由于導(dǎo)波雷達(dá)耗能小,采用回路供電而不是單獨(dú)的交流供電,從而節(jié)省了安裝費(fèi)用。普通雷達(dá)為非接觸式測量,導(dǎo)波雷達(dá)為接觸式測量,這樣就意味著導(dǎo)波雷達(dá)更需要考慮介質(zhì)的腐蝕性和粘附性,而且過長的導(dǎo)波雷達(dá)纜繩安裝和維護(hù)相對困難。測量固體物料時,導(dǎo)波雷達(dá)還要考慮導(dǎo)波桿(纜)的受力情況,也是由于受力的原因一般用導(dǎo)波雷達(dá)的測量距離不會很長。在一些特殊工況導(dǎo)波雷達(dá)有明顯優(yōu)勢,如罐內(nèi)有攪拌且介質(zhì)波動大的工況,用底部固定的導(dǎo)波雷達(dá)測量要比變通雷達(dá)穩(wěn)定;還有小罐體內(nèi)的物位測量,由于安裝測量空間小(或罐內(nèi)干擾物較多)[5],一般普通雷達(dá)不適用,這時導(dǎo)波雷達(dá)的優(yōu)勢就顯現(xiàn)出來了;還有低介電常數(shù)的工況,無論雷達(dá)還是導(dǎo)波雷達(dá)測量原理都是基于介質(zhì)介電常數(shù)的差別,由于普通雷達(dá)發(fā)射的波是發(fā)散的,當(dāng)介質(zhì)介電常數(shù)過低時,信號太弱測量不穩(wěn)定,而導(dǎo)波雷達(dá)波是沿導(dǎo)波桿(纜)傳播信號的,因而相對穩(wěn)定;另外一般的導(dǎo)波雷達(dá)還有底部探測功能,導(dǎo)波雷達(dá)液位計可以根據(jù)底部回波信號修正測量結(jié)果,使信號更為穩(wěn)定準(zhǔn)確。

導(dǎo)波雷達(dá)液位計選型注意事項
1、選用導(dǎo)波雷達(dá)物位計必須要確認(rèn)測量介質(zhì)的粘稠度，如果測量介質(zhì)很粘稠就不適合選用導(dǎo)波纜繩桿子這種接觸式的測量方式，掛料會影響信號的發(fā)射接收產(chǎn)生虛假信號。
2、如果測量的介質(zhì)是腐蝕性的就要選用導(dǎo)波纜繩套四氟或者桿子套四氟的產(chǎn)品。
3、量程的界定，量程一般我們就算安裝法蘭面往下到距離罐底的垂直距離，這個參數(shù)一定要準(zhǔn)確，纜繩蕞下端探頭距離罐底至少30mm的預(yù)留空間，保證探頭不要接觸金屬罐底產(chǎn)生干擾信號。纜繩可以預(yù)留長一點(diǎn)，這樣到了現(xiàn)場如果長了還可以自己裁剪，但是如果斷了就需要重新定做纜繩所以，我們在確定參數(shù)時一定要把纜繩的長度確認(rèn)清楚，免得到了現(xiàn)場無法正常測量。
4、選用導(dǎo)波雷達(dá)液位計要確認(rèn)儲罐內(nèi)是否有攪拌扇葉的位置在哪，扇葉距離管壁很近就不適合用導(dǎo)波雷達(dá)液位計，或者加旁通管來測量。纜繩或者桿子距離管壁至少要大于300mm。
5、如果測量的液體介質(zhì)介電常數(shù)很低的話可以參考用導(dǎo)波雙纜的雷達(dá)液位計，效果會好一些。
6、探頭末端如需要固定的場合應(yīng)用有兩種固定方式：絕緣固定和非絕緣固定。
（一）絕緣固定是指被測介電常數(shù)較低且固定在金屬罐底時的絕緣固定方式
（二）非絕緣固定是指被測介質(zhì)介電常數(shù)很高且罐體為金屬材料、介電常數(shù)很低的材料或與被測介質(zhì)介電常數(shù)非常接近的材料時所采用的非絕緣的固定方式。

注意事項
1：測量范圍從波束觸及罐低的那一點(diǎn)開始計算，但在特殊情況下，若罐底為凹型或錐形，當(dāng)物位低于此點(diǎn)時無法進(jìn)行測量。
2：若介質(zhì)為低介電常數(shù)當(dāng)其處于低液位時。
3：理論上測量達(dá)到天線*的位置是可能的，但是考慮到腐蝕及粘附的影響，測量范圍的終值應(yīng)距離天線的*至少100mm。
4：對于過溢保護(hù)，可定義一段安全距離附加在盲區(qū)上。
5：較小測量范圍與天線有關(guān)。
測量范圍從波束觸及罐低的那一點(diǎn)開始計算，但在特殊情況下，若罐底為凹型或錐形，當(dāng)物位低于此點(diǎn)時無法進(jìn)行測量。
若介質(zhì)為低介電常數(shù)當(dāng)其處于低液位時，罐底可見，此時為保證測量精度，建議將零點(diǎn)定在低高度為C的位置。
對于過溢保護(hù)，可定義一段安全距離附加在盲區(qū)上。
較小測量范圍與天線有關(guān)。

雷達(dá)式液位計安裝時應(yīng)注意下面一些問題：
（1）發(fā)射天線中心軸線與被測物料表面保持垂直，并與罐壁至少保證30cm的間距。
（2）天線喇叭口的前端應(yīng)伸入料罐內(nèi)部，以減少由于安裝接管和設(shè)備間焊縫所造成的發(fā)射能量損失。
（3）避免安裝于貯罐中心位置，因為這樣會使虛假回液增強(qiáng)。
（4）不要安裝在加料口的上方主要為防止加料時可能產(chǎn)生輻射被被測液面反射的有效回波大得多的虛假回波。

安裝方法推薦距離
(1)墻至安裝短管的外壁：離罐壁為罐直徑1/6處，較小距離為200mm。不能安裝在入料口的上方
(2)不能安裝在中心位置如果安裝在中央，會產(chǎn)生多重虛假回波，干擾回波會導(dǎo)致信號丟失。如果不能保持儀表與罐壁的距離，罐壁上的介質(zhì)會黏附造成虛假回波，在調(diào)試儀表的時候應(yīng)該進(jìn)行虛假回波存儲。

雷達(dá)液位計訂貨選型需要知道的數(shù)據(jù)：
1、被測量的介質(zhì)類型，液體還是固體。如果是液體：液面是否有蒸汽、霧氣、泡沫、波浪、攪拌、漂浮物；如果是固體：是否有粉塵。
2、介質(zhì)的低～高溫度，低～大壓力。
3、介質(zhì)的腐蝕性，如果是放在罐子內(nèi)的，雷達(dá)液位計需要知道罐子的材質(zhì)，有沒有防腐的襯里。
4、高頻雷達(dá)液位計是否需要防爆、防腐。
5、測量范圍是幾米，要求盲區(qū)是多少。
6、連接方式：法蘭連接、螺紋連接。
7、工作環(huán)境：例如敞口的池子、有蓋板的池子、臥罐、立罐、球罐，罐子是否同大氣壓等。
8、工作電壓：24VDC。
9、輸出信號：4～20mA電流。