雷达液位计在石化工业的应用

　　0　引言

　　随着我国对石油能源需求的急剧增加,近年来,石油储备公司新增了许多储油罐。在能源紧缺的今天,无论石油产量计量还是贸易交接,灌区石油液位检测控制都显得极其重要。特别是石油贸易,既要讲究公平又要考虑双方利益,谁都不愿意因计量上的误差造成不必要的损失,这就对液位检测提出了更高的精度要求。

　　但传统的计量方式达不到需要的精度,且随着灌区的不断增加,巡检和计量的任务不断增大,需要投入的人力物力也随之加大,这就对石油储备的自动化提出了更严峻的考验。高精度要求与现有设备之间的矛盾越演越烈,因此,必须找到一种测量精度高,又能与石油化工自动化很好地结合的液位测量仪表。而雷达液位计则是一种较好的选择。

　　1　雷达液位计

　　1. 1　雷达液位计结构和原理

　　SAAB雷达液位计采用分体式结构,主要由表头与天线两部分组成[1]。

　　1.1.1　雷达表头

　　雷达表头主要由以下几个部件组成。①变压器整流卡件TRC(transformer rectifier card):ROSEMOUNT雷达液位计提供交直流自适应式24~240 V电源TRC,它主要起到交直流转换的作用。②现场通信卡件FCC(field communication card): FCC负责处理与外部装置的通信,不同的现场通信卡件对应不同的协议(Hart、FF、Modbus等)。③信号处理卡件SPC(signalprocessing card): SPC主要通过远程编程来保存特定监测器数据。④模拟处理卡件APC(analogue processingcard):APC主要用于模拟输入信号的滤波和多路复用传输,通过使模拟电路集中在单独的卡件上,可得到极高的信噪比。⑤TIC(transmitter interface card)变送器接口卡件:本质安全辅助输入需要使用此卡件。⑥温度多路复用卡件TMC( temperature multiplexer card):TMC用于连接多达6台的温度传感器,包括平均温度传感器和单点温度传感器。⑦主板MB(main board):MB主要用于连接各功能卡件。

　　1.1.2　雷达分类

　　根据波发射种类的不同,将其分为脉冲-时域和调频连续波这2类雷达。

　　①脉冲-时域:雷达发射装置发射一个固定频率的雷达脉冲波。该雷达波以固定速度C向下传播,并检测发射和接收之间所消耗的时间T(发射-反射-接收之间的时间),从而计算出空高和液位。

　　式中:L为储油灌中介质的高度;Hk为罐的高度;c光速为光速(即雷达波的速度);T为雷达波发射-反射-接收所用时间。

　　这种测量不适合近距离的高精度测量。以ROSE-MOUNT5600雷达为例。它的准确度为±5 mm或±10mm。因为随着罐中液位的增加,空高不断减少,雷达波发射到接收的时间就会变短,计时困难,随之测量精度也会降低。因此,用测时间的办法达到高精度准确计算变得十分困难。而频率测量法能克服这一问题,所以就提出了调频连续波测量雷达。