导波雷达液位计在核电站高位水箱液位测量应用
时间：2019-02-12 阅读：902
脉冲式导波雷达液位计，亦称为导波雷达液位变送器，较之以前传统的液位测量仪表有了更的测量效果和更方便的安装方式，目前在许多的液位测量现场都有越来越多的应用，它是基于电磁波的时域反射（TDR）原理，具有受环境影响小、测量精度高等诸多优点。雷达液位计有接触和非接触之分，非接触式的有脉冲雷达和连续调频波之分，探头通常喇叭天线也就是管状天线，只是口径不同，发射角大小不同，喇叭的长度也就有所区别，所以看上去有的就向喇叭，有的像管状，其实都是一个，现在金湖捷特仪表有一种水滴型的天线，对测量有腐蚀和水雾或酸雾、粉尘都很好的雷达。另外接触式的雷达就是带有杆状天线的，通常叫导波雷达，这种在原理上属于脉冲雷达了！本文介绍的是针对于脉冲型的导波雷达液位计所作的介绍。主要阐述了导波雷达液位计的工作原理，现场设备安装参数设置，以及在调试过程中控制器参数设置。
再循环冷却水高位水箱液位计是浮筒型变送器，此浮筒液位计的测量效果并不能很好地满足测量要求，测量技术在现在的液位技术中相对比较落后。目前，该变送器存在的问题有：
1）浮筒液位计工作电源120ＶAＣ变压器老化趋势明显，可靠性差。
2）浮筒液位计的校验很繁琐，只能采用灌水的方式标定，系统误差大，难以满足系统运行需要。
3）为了保证再循环冷却水系统压力稳定，高位水箱液位无波动，控制器控制着两台液位控制阀，在运行时标定或检修风险大。
4）该液位计已停产，以后备件采购难度大，升级后的备件与现场设备不匹配。
5）浮筒液位计的测量量程：582mm-937.8mm，运行人员无法实时监测2m左右高度的高位水箱液位，只能到就地水箱查看翻板液位计指示，迫切需使用新的液位计监测整个液位水箱。
1导波雷达液位计测量原理及其特点
测量原理
导波雷达液位计是依据时域反射原理（TDR）为基础的雷达液位计，电磁脉冲以光速沿钢缆或探棒传播，当遇到被测介质表面时，雷达液位计的部分脉冲被反射形成回波并沿相同路径返回到脉冲发射装置，发射装置与被测介质表面的距离同脉冲在其间的传播时间成正比，经计算得出液位高度。
特点导波雷达液位计的优点是接触式测量，信号稳定，测量不受液体密度和电气特性的影响，无维护量等。
1)测量。介质的密度和介电常数变化对测量均无影响，同时介质在导波体上的沉积和污垢对液位测量的影响极小，这是由于信号在波导体中传输不受液面波动和储罐中的障碍物等的影响，仪表所接受到的反馈信号相应较强，而且返回信号中检出的干扰杂散信号极小，只需检测电磁波的传输时间即可，无需信号的处理和辨别。
2)测量与调校方便。由于电磁波是恒定的，编程组态时，只需现场输入量程等有关参数，不需要任何迁移来改变仪表量程和现场标定，大幅提高了调校仪表的效率：
3)安装成本低且维护方便。导波雷达液位计耗能小，采用两线制传输方式大幅节约了安装成本，同时探头与变送器之间的快速万向接头使安装更为简便，更利于以后的检修维护。
4)成本相对于原系统采用扭力管技术的浮筒液位计低。
2导波雷达现场选型、安装及调试
根据现场的实际需求，高位水箱液位计选型为导波雷达系列，可用于测量液体介质的物位。其原理是沿着一根钢缆、棒、或套管发送出极短的微波脉冲，当微波信号接触到固体介质或液体介质后，一部分能量被反射回来，通过特殊的雷达扫描技术可以高精度地测量微波运行时间，从而计算出传感器到介质的距离。测量缆或棒可以截短，使之更加适应现场的应用。
导波雷达液位计的现场施工在机组大修期间进行，再循环冷却水系统停运后。主要步骤包括：导波雷达液位计020VAC电源铺设、备件材料运输到场、工作场地布置、原浮筒变送器及信号线拆除、原侧面管径管线切割、导波雷达测量筒取压管线焊接就位、在役ＰＴ检测、安装导波雷达、接人回路信号线、导波雷达参数设置、导波雷达液位计标定、横河控制器的联调等几个工序。其中关键的步骤是安装测量筒时，需要确保传感器的轴线和介质表面保持垂直。高位水箱用以补偿再循环冷却水系统的容积波动，并通过维持足够水位保证再循环冷却水泵人口有足够净正吸人压头。高位水箱的水位控制通过除盐水补水阀控制高位水箱水位维持在760mm，当测量到的水位低于设定值时，控制器自动增大补水阀门开度，增加进水量。反之，减小补水阀门开度，减少补水量Ｗ。
设置导波雷达液位计的参数
包括：液位000%对应0900mm、液位0%对应582mm、电流输出000%对应20mA、电流输出0%对应4mA。再设置完参数后还需进行回音曲线测试，以过滤现场的干扰信号。现场液位计的安装如图1所示。因选型新的导波雷达液位计，测量高位水箱液位范围也由原582mm￣937．8mm扩大至582mm￣1900mm，其对应控制器的需求修改测量范围。在控制器参数“ＣＯＮＦＩＧ2”模块中修改：ＳＣＨ1（满量程）为1900mm、ＳＣＬ1（低液位）为582mm，确认控制器的设定值不变维持在7６0．0mm．这些参数设置完成后并保存：在控制器的上加入电流源，确认控制器面板显示液位正常，包括：4mA对应582mm液位、12mA对应1241mm液位、20mA对应1900mm液位。
导波雷达液位计和控制器的联合调试：
1）隔离高位水箱的液位控制补水阀。
2）隔离液位测量筒上、下两侧进水阀。
3）在液位测量筒疏水隔离阀处，接人软管，通过软管加水至测量筒。
4）当测量筒未注水前，确认回路输出电流为4mA，控制器显示液位为582mm，控制器输出为100％，就地液位控制补水阀全开。
5）逐渐注水至液位测量筒，液位缓慢上升至7６0mm，确认回路输出电流至6.06mA，控制器显示液位为760mm，控制器输出下降速度变缓，且后就地液位控制器补水阀保持在一定开度。
6）逐渐增加注水量，直到测量筒的液位至0900mm，确认回路输人电流至20mA，控制器显示液位为0900mm，控制器输出0％，输出下降至零，就地液位控制补水阀全开。
7)拆除注水软管，打开液位测量筒上、下两侧进水阀，打开高位水箱的液位控制补水阀。
3结束语
导波雷达液位计是一种适应性强，安装调试方便，维护工作量小的智能仪表＝其不被介电常数、温度以及压力和密度等不同条件变化影响，其测量的液位不需要标定，得到的测量数据具有精度高、可重复性和分辩率高的特点，可以广泛应用于容器液位测量。导波雷达液位计可以和控制器、DCS系统、PLC构成组合，满足现场工业控制需要。高位水箱导波雷达液位计的改造完成后，设备一切运行正常，减少设备的维护量，有效降低生产成本，运行人员可以在主控室实时监测就地液位，保证了再循环冷却水系统更加可靠安全地运行。