淺析雷達液位計常見故障及處理方法：

雷達是利用電磁波傳播過程中折射性和快速性而研發的一種空間測距電子儀器，z初用于國防及航空導航。隨著科學技術的推廣，雷達逐漸用于工業和民用領域，并衍生出眾多型號產品，應用于工業生產中液位測量的雷達液位計就是其中的一類。

雷達液位計測量原理

雷達液位計的測量原理和軍工中的雷達一樣，都是通過電磁波的直線傳播性測量周圍空間的凈空距離，即被測物體距離雷達的直線空間距離，具體到工業生產中就是液體的液面到雷達天線的空高。通過對雷達液位計組態可設定雷達天線到容器底部的垂直距離，根據已經測得的液面空高就可計算出液體的液位高度。

測量原理公式為H=L-CT/2

C為電磁波的波速即光速， T為電磁波從發射到接收所用到的時間，L為雷達天線距離容器的z低端的垂直高度，H為被測液體的高度。

工業中的液位檢測不同于軍工航空動輒幾十上百千米的空間測距，生產中的液位檢測距離都較小，高范圍的儲罐液位檢測也就一二十米的垂直高度，這樣的距離空間相對于光速傳播的電磁波來說可以忽略不計，于是上述的測量方式很難實現，因為人類無法制造出不用時間的電路處理儀表。

為使雷達測距應用于工業中的液位檢測，生產廠商使用了高頻的無線電波，使用線性調頻連續測距的方法，讓天線發射的電磁波的頻率隨著時間進行改變，接收器接收到的反射電磁波頻率與此時的天線發射頻率是不同的，通過計算兩者的頻率差，換算得出電磁波在空間傳播的時間，從而能夠計算出被測液位的高度。

雷達液位計的構造

不同廠商所生產的雷達液位計形式各異，但總體的部件大體是一致的，其主要包括電路部分（雷達波發生器、信號檢測、信號處理），天線及接收器和安裝附件表體三大部分。根據天線的不同，雷達液位計可分為導波雷達和普通雷達兩大類型。

導波雷達液位計

導波雷達是在電磁波發射器的下方安裝了一個金屬導波體，讓高頻的無線電波沿著金屬體垂直向下傳播，當電磁波碰到被測物質的液面時，電磁波會在接觸面反射，沿著波導體垂直的返回到雷達液位計天線內部的接收器中，然后處理電路進行分析計算，得出被測液體的液面高度。根據金屬導波體的不同，導波雷達又分為纜式和桿式兩大類。

纜式導波雷達的導波體為一個柔性的不銹鋼金屬繩，其末端栓一金屬重物，以保證金屬繩在被測液體中垂直的伸入到容器底部，防止金屬繩在使用中漂浮擺動而彎曲。這樣結構的雷達液位計主要用于底下罐、零位罐等地面以下的液位測量中。

桿式導波雷達的波導體根據導波桿及天線的不同又分為很多種，有金屬桿式的導波雷達，有通過金屬管的喇叭天線式的導波雷達，有帶有旁通測量筒的導波雷達。這些導波雷達主要用于高出地面的儲罐液位測量或生產設備塔器儲罐可以側裝旁通管的液位測量。

普通雷達液位計

普通雷達液位計的天線，只是一個電磁波的發射接受裝置，其電磁波發射后通過氣相自由傳播，由于雷達液位計電磁波為高頻的微波信號發散傳播性差，而且被測液體距離雷達液位計的高度小，其電磁波傳播過程可看成垂直傳播，因此這種雷達液位計滿足液位測距要求。相對于導波雷達少了導波體節省費用方便安裝，在儲罐等較高液位測量中得到大量的應用。

根據天線的不同生產廠商制作了不同型號的雷達液位計，以適應不同工況環境。廠里使用的普通雷達液位計的天線有喇叭口、水滴形（防液體揮發凝結）、偏心型（防多重反射電磁波干擾）、寬口喇叭口（防氣相介質衰減電磁波）四種類型。

電路處理部分

根據雷達液位計處理電路的復雜程度，雷達液位計分為單路測量的普通模式和多重處理信號的總線模式。多重信號處理不僅能處理雷達電磁波測距的液位信號也可處理熱電阻的溫度測量信號，并可通過總線的方式把多臺雷達液位計連接起來，通過一根總線遠傳到控制室內。適用于儲罐眾多布局分散的大中型儲罐系統的液位測量，節約了傳輸線纜的鋪設和費用。

雷達液位計故障分析及處理

雷達液位計從測量原理上看是一種高精度的測距儀表，雷達液位計制造廠商也大肆介紹雷達液位計的優點，如可用于工藝過程中揮發性氣體、高溫、高壓、蒸汽、真空及高粉塵等惡劣環境的要求，可對不同料位進行連續測量，但實際使用中雷達液位計常出現很多問題甚至失靈無法使用。

雷達液位計電磁波選取依據

由雷達液位計的測量原理可見，雷達液位計測量過程中的核心是電磁波傳播過程中頻率波的改變范圍，因此天線所接受的雷達波的頻率，是液位測量的關鍵依據。

雷達液位計在使用中天線到被測液體的液面的空間凈空中，充斥著各種頻率的電磁波，這些電磁波大部分都會通過各種反射、折射傳播到天線內部的接收器中，因此雷達液位計的接收器接收到的電磁波是一系列的大量的不同頻率的電磁波。

怎樣從這雜亂的電磁波中選出真實的液面反射來的電磁波，是雷達液位計能否準確測量液位的關鍵，這就需要一個選頻電路。選頻電路選擇的依據是根據接受到的電磁波的能量來進行衡量。

電磁波在傳播過程中受氣相介質，被測介質的反射折射，金屬容器壁等物質的碰撞吸收，能量會不斷減弱，反射的次數越多能量損失越大，經過的距離越長能量損失越大。由于電磁波是垂直于被測液體的液面發射，其電磁波在被測液面的反射率z大（折射率z小），可近似為全反射，其在被測液體液面的能量損失，是所有電磁波回波損失z小的。垂直于被測液面的空間距離是所有電磁波傳播中z短的距離，這個反射的電磁波在氣相空間傳播中能量損失也是z小的，由此兩點被測液位反射回來的電磁波的能量是所有電磁波頻譜中z大的，由此雷達液位計的選頻電路得出被測液體的空高，從而計算得出被測液體的高度。

雷達液位計使用中的問題

雷達液位計電磁波選頻可以知道，返回接收器的電磁波的能量大小是雷達液位計選用電磁波頻率的依據，從而決定著雷達液位計測量的準確性。如果正常使用中，被測液體所反射的電磁波的能量不是z高的電磁波，那么雷達液位計就會選用其他的不真實的電磁波頻譜，此時就會造成被測液位失真。

造成這種現象的原因，大體可以歸為以下幾點：

一、被測液體與雷達天線之間的凈空中有較大面積的反射物，致使電磁波在到達液面之前被反射。造成這種現象的原因主要為：

1、被測容器內部有攪拌器、加熱盤管、管線等金屬物體，如果這些金屬體裸露在被測液體的外部，而且正處于電磁波垂直傳播的方向，如攪拌機旋轉中的漿液轉動，就會造成電磁波被提前反射回來，而造成被測液位偏高。

2、雷達液位計安裝地點距離容器壁太近或不垂直與被測液面，使電磁波在傳播中照射到容器內壁而提前反射回來；電磁波在被測液面反射過程中沒有原路返回（斜射時），致使雷達液位計檢測不到反射電磁波；液面反射的電磁波經多重反射能量損失過多，而沒有被選頻電路選中，以上多種情況造成雷達液位計測量失真。

二、波導體（繩纜、桿）上有掛料，電磁波沿著波導體傳播中，在沒有到達液面前遇到波導體上面的掛料而反射回來，產生虛假液位。安裝的波導管不垂直與雷達液位計，造成電磁波斜射到波導管的內壁，而產生如同容器內壁一樣的反射或多重反射而使測量失真。

三、被測液體與雷達天線之間的凈空中，氣相介質蒸汽濃度太大，致使電磁波在空間傳播中，能量損失太大，甚至反射波根本到達不了雷達液位計的接收器。

被測液體有加熱要求，上部安裝攪拌機的情況下尤其嚴重，由于被測液體在加熱攪拌中不斷有蒸汽揮發，會造成液面以上的空間中充滿了高濃度的介質蒸汽，其微小的液體顆粒不僅對電磁波產生漫反射而且會吸收大量的電磁波能量，使電磁波出現很大衰減，造成雷達天線無法接受回波信號。

被測液體中含有水份時，揮發的水蒸氣對于電磁波的吸能更加嚴重。由于水汽具有易冷凝的性，氣相空間含有的水汽在罐罐壁附近會逐漸冷凝，積聚在一起形成較大的水汽滴，充斥在液位上方的空間里，對于電磁波具有強烈的吸能作用，致使電磁波的能量衰減過大無法到達雷達接收器，造成雷達液位計*失去工作能力。

四、雷達液位計天線附著贓物，致使電磁波剛剛發射出就被反射回來，甚至根本發射不出去。這樣的狀況即使使用防凝結的水滴形天線，也無法避免雷達液位計的突然失靈。

雷達液位計天線附著贓物是被測介質揮發的升級加重，被測液體凈空中大量充斥著氣相蒸汽，其會附著在雷達液位計的天線上，別是易冷凝的高粘介質，雷達液位計安裝在儲罐部溫度較低，揮發的介質蒸汽易在雷達天線上凝析附著，造成電磁波發射困難，情況嚴重時介質甚至在天線上結焦，損壞天線。

同樣被測介質含有水份時，水汽易在天線上附著，致使電磁波發射不出去，使雷達液位計*失靈。

五、雷達液位計電路中的保護措施。雷達液位計是一種高科技的測量儀表價格昂貴，處于對儀表本身安全防護的需要，制造廠商普遍在電路中設置了很多保護措施，如超溫保護、低電壓保護，高液位保護，運行故障保護以及數據保持，錯誤鎖定等液位檢測防護措施。這些防護措施在日常使用中，如果雷達液位計出現問題，安全保護就會動作，造成雷達液位計停止工作，此時需要查找故障原因，清除恢復后雷達液位計才能正常使用。防護功能隨廠商不同而設置，集成度高的防護措施多。如總線式的多功能雷達液位計，其本身的防護措施就非常多，日常維護要非常熟悉。

雷達液位計故障及處理

雷達液位計在日常使用中常常會出現故障，其出現故障大體分為四種類型：數據不變，數據突然z大，數據突然為零，數據偏離實際值過大或過小且保持不變。這些故障沒有*的方法，只能是出現問題針對性的進行解決。根據日常維修維護的工作經驗，本著先易后難的順序歸納如下：

1、斷電重啟

雷達液位計本身有很多防護功能，如果正常運行中雷達液位計自身出現故障保護，可進行斷電重啟，此時雷達液位計內部的故障有可能消除，重新上電后恢復正常。這種處理方法適用于高液位測量的儲罐雷達液位計的維修。畢竟十多米高的儲罐，爬到罐上處理雷達液位計不是一個簡單的事情，能在地面解決的先解決。

2、通過面板消除故障

如果斷電重啟仍然不能消除故障，要到現場實際查看故障，通過雷達液位計面板先觀察有無錯誤代碼，有*保護措施，如果有通過面板清除，重啟后觀察雷達液位計是否正常。

3、做空頻譜

雷達液位計的測量原理是檢測接受到的電磁波頻譜，若被測液體與雷達天線之間的凈空中有較強的電磁波反射或干擾，那么雷達液位計有可能把這反射的雷達波作為真實液面的雷達反射波來處理，從而得出錯誤的液位顯示。

處理這種故障可利用雷達液位計內部的軟件功能，進行空頻譜的檢測。設定一個高于實際液面的空高距離，讓雷達液位計檢測空高中的所有反射的電磁波頻譜，把那些接收到的高能量的頻譜電磁波在電路中屏蔽濾掉，就可把真實的液面反射的電磁波檢波出來，從而得到真實的液位。

1、拆卸雷達液位計，擦拭天線

這是雷達液位計z后的處理步驟，如果前面3種處理方法仍無法消除雷達液位計的故障，則需拆卸雷達液位計，查看天線的臟污狀況，并進行清洗除污。之所以這是z后的手段，是因為現場使用的雷達液位計所測介質通常含有對人體有害的物質，萬不得已不要拆卸。拆卸雷達液位計時，要做好安全防護措施，提前找一個蓋板，用來堵住雷達液位計安裝口，減少被測物質的蒸汽揮發，必要時要戴好防毒面具或呼吸器。

雷達液位計雖然是一種高精度的可以達到毫米級的液位檢測儀表，沒有可動部件使用壽命長等優點，但實際使用中會遇到各種各樣的問題，這些故障問題不同于其他的液位測量儀表，偏離真實值只是一個很小的范圍。雷達液位計出現問題就是災難性的，不是z大就是z小，不是死數就是不變，因此雷達液位計在實際使用中的維修技能必須要熟練掌握，希望此文對于使用雷達液位計的人員有所幫助。

由于被測對象比較復雜，受高溫高壓高腐蝕，還有泡沫、攪拌、蒸汽等諸多原因的嚴重破壞，雷達液位計頻繁出現故障，儀表維護量大，嚴重影響了生產裝置。因此，了解雷達液位計日常故障問題及其處理方法，就變得很有必要。下面，儀控君就為大家整理了雷達液位計的故障問題處理方法，希望能對大家有所幫助。

1.檢查供電是否正常

如果生產現場發現雷達液位計在液位升到一定值后變化非常緩慢，應該立即檢查雷達液位計的供電情況是否正常，相關工作人員也要在日常的維護中，詳細檢查雷達液位計的通電情況，通電后有無正常輸出。液位變化緩慢或者根本沒有變化，需要在*時間檢查設備的保險絲是否燒壞，如果并無電流輸出，則基本可以判斷是儀表出現問題，應視情況更換或者維修。此外，應該在儀表安裝調試的環節加強管理，防止儀表參數設置不準確而影響生產。相關工作人員也需要加強日常的維護工作，定期的進行停運檢修，從而保證雷達液位計儀表的正常運行。

2.檢查通訊設備是否正常

一旦發現通訊設備不正常，可以通過安裝雷達調試軟件，讀取雷達的組態數據，監控雷達傳感器的狀態。主要檢查雷達傳感器能夠準確的判斷反射回波與假回波的區別，反射波的強度是否達到預定的標準，如果上述測試沒有問題，則需要檢查其他的電子元件，如果判斷出雷達液位計的通訊單元出現損壞，則需要視情況更換元件，從而保證雷達液位計的通訊正常。相關工作人員在日常的維護工作中，也應該加強對雷達液位計的通訊情況的檢查，可以用雷達調試軟件接入信號線，利用調節器對雷達液位計的通訊設備進行維護。

3.使用溫度

為了使雷達液位計正常測量，應該保證雷達液位計的內部溫度低于50℃。一般來說，雷達液位計都應用于測量高溫的介質。因此，雷達液位計的外殼都用具有耐熱性能較強的材料制成，因此一般情況下雷達液位計的內部都不會超過50℃，如果內部電子元件超過這個數值，切不可用冰水進行降溫冷卻，冰水不僅不會起到降溫冷卻的作用，甚至會使雷達液位計癱瘓。可以用紫銅管子吹入少量的風到雷達的表頭，科學的降低雷達液位計的內部溫度。

4.顯示值不準確

顯示值不準確是雷達液位計常出現的問題，導致顯示值不準確的成因，可能是初始設置的對比度不合適，或者因為顯示模塊的插件連接不正確，相關工作人員應該盡量避免這個問題，一旦發現顯示值不可見，應該對雷達液位計的初始設置進行檢查，并檢查顯示模塊插件的連接是否正常，如果這兩項均顯示正常，則需要深入的檢查雷達液位計的輸出電流是否正常，如果輸出電流大于22mA，則可以判斷是雷達液位計的顯示模塊出現了故障，需要進行及時的更換。如果輸出電流小于3.5mA，可以判斷是雷達液位計的電子模塊出現了故障，需要及時的更換雷達液位計的電子模塊。

5.系統顯示錯誤信息

雷達液位計的系統時常顯示錯誤信息，一般導致這種故障的原因在于數據存儲結束前切斷了電源，需要進行校驗復位并重新標定。若校驗復位并重新標定后依然發出警報，則需要更換雷達液位計的電子模塊。

6.天線沾污、結晶

對待輕污油罐出現故障時，應先考慮天線沾污、結晶的可能性，處理方法是，斷電后，佩戴合適的防護器具，拆下雷達傾斜放下，用抹布擦去污物或結晶，不要讓天線彎曲受損，注意輕拿輕放，切忌鐵器刮擦，以免破壞到天線表皮。

7.漫反射

若出現液位較低或無液位時，z大的原因可能是測試容器底部有支架、管道 ，或者在工藝過程中產生了蒸汽，對雷達波形成漫反射而導致液位失靈，此時，可等到工藝液位正常后，重啟一下會自動恢復。而因蒸汽造成的漫反射，則等溫度正常后就會自動恢復。

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