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极端环境下智能雷达液位计的表现值得称道

文章出处:admin 发表时间:2020-11-16 11:37
随着工业现代化的发展,液位测量设备的应用场景越来越多,工业环境对液位测量设备也提出了新的要求。例如,核电站乏燃料罐液位测量设备的工作条件提高了辐照和抗震要求,大型储罐的工作条件提出了大范围要求下的安全防爆、高精度液位测量设备(土壤1-2 mm)和(15 m),锅炉汽包液位测量设备的工作条件提出了高温高压阻力,蒸汽作用小,可靠性高,维护要求低,此外,还有一些生产环境中提出的液位测量设备可以测量低介电常数的液体,可以测量高粘度的液体,受粉尘影响小,且要求气泡影响小。传统的液位计很难满足新出现的越来越多的要求。
 
锅炉汽包、高压、热水器、蒸汽分离器等高温、高压、蒸汽量大的工况下,很难准确、可靠地测量液位。由于生产过程中温度和压力变化频繁,液体和蒸汽的密度也随之变化。这样的工作条件下,对于密度(或压力)为基础的液位测量设备,如三种自由差压液位计,如果不进行相应的补偿,则测量结果会有较大的误差。具有补偿功能的三种液位计,补偿计算需要输入电流压力、温度、液位等信息,需要相应的压力、温度和液位测量设备。因此,被测液位的准确性必然会受到其他测量设备的影响,计算过程复杂,计算结果可靠性低,系统维护量大都会影响正常的生产过程。
 
智能雷达液位计是一种新型的液位计测量仪器。从外观上看,智能雷达液位计的重要组成部分是它装有金属导波棒。当智能雷达液位计发射出的雷达波沿导波杆传播到待测气相介质与液体介质的界面时,由于界面处上下介质介电常数值相差较大,根据时域反射原理,会在界面处反射部分雷达波能量。反射的雷达波将被液位计接收。通过对回波信号的分析,可以得到发射雷达波和回波雷达波的时间差。然后,通过时间差与光速的乘积,即可计算出待测液位的高度。
 
从智能雷达液位计的原理可以看出,它的测量原理完全与密度无关。由于雷达波在导杆中传播,蒸汽、粉尘、泡沫等工况对雷达波传播的衰减程度影响不大。因此,在高温、高压和一般蒸汽的工作条件下,智能雷达液位计不需要对温度和压力进行补偿,可以直接用于液位测量。而且由于导波雷达液位计的导杆部分没有运动部件,还具有维护成本低、可靠性高的优点,适用于各种复杂的工作条件。
 
但在超高温度、高压和高饱和环境下,液体和蒸汽的介电常数会随着温度和压力的变化而变化。如在300°C的lOMPa环境中,水的相对介电常数将从78.5降低到18.0,蒸汽的相对介电常数将增加1.0到1.5,蒸汽的介电常数的增加会减缓雷达波速度的传播,如果不采取相关措施补偿气相介质的介电常数,将导致高达20%的测量误差。因此,研究高温、高压、高饱和蒸汽环境下导波雷达液位计的补偿算法及相关回波信号处理方法具有重要意义。
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