罗斯蒙特导波雷达液位计的组态误区
摘要：罗斯蒙特导波雷达液位计是一种智能型液位计，由于其设计合理且适应性强而被广泛应用于炼油化工企业。这种液位计有多种规格形式，如导波杆式、缆绳式等。此文重点阐述其组态思想。
关键词：导波雷达液位计 组态
许多罗斯蒙特雷达液位计，在开工阶段，遇到了一些测量不准确的情况。本文就组态对液位计的原理及特性进行探讨。
一、雷达液位计测量原理及特点
雷达液位计又称微波液位计（Radar ，取“Radio Detection And Ranging ”词头字母），经历了三个发展阶段：射空雷达（PTOF ），调频连续波雷达（FMCW ），导波雷达（TDR ）。雷达是通过发射－反射－接收电磁波来测量物位的，电磁波由雷达物位变送器天线发射，通过空间或导波体向下传递，到达被测介质表面反射后，再被变送器天线接收。电磁波从发射到接收的时间与到达物位的距离成正比，其关系如下：
D ＝CT/2
式中 D——天线到物位的距离；
C ——电磁波传播速度；
T ——电磁波运行时间。
雷达物位变送器记录电磁波经历的时间，而电磁波的传播速度为常数，则可以计算出物位到雷达天线的距离，从而可得出被测物位的量值。
导波雷达与常规雷达发射能量相比，约为其10％（约0.1mW ），这主要得益于导波体为信号的传输提供了一条快捷高效的通道。微波脉冲不是在空间传播，而是在一根（或两根）从罐顶伸入、直达罐底的导波体传播，使信号衰减减少到最小，因而可以使用于测量超低介电常数介质的物位。同时通过导波体返回的信号能量强（约为发射能量的20％），而且返回的信号基本无干扰。
二、罗斯蒙特导波雷达液位计现阶段组态与正确组态的比较分析
拿导波杆式雷达液位计为例，如图1所示：
图1
导波杆长1000mm （即表头法兰距导波杆末端的距离），正压取压口距离导波杆末端100mm ，正压取压口距离负压取压口600mm ，负压取压口距离表头法兰300mm 。
1. 现阶段组态思路
按照常规组态思路，当看到这样的类似于浮筒式的液位计时，零点、量程很自然是关注的重点，这也当然是无可厚非的。在量程是600mm 无疑的情况下，问题是零点怎么定。类似于双法兰液位计的迁移，我们会把量程下限设定为100mm （因为正压取压口距离导波杆末端100mm ），并认为这种智能液位计会把液位在正取压口附近时自动当作零位；上限设定为100＋600＝700mm 。经过这样的设置，似乎已经没有漏洞了。实际情况并非如此。
2. 正确组态思路
当雷达液位计挂上HART275或HART375时会出现以下几项：
① Reterence Gauge Height（测量长度）：定为 900mm
此项的意义是表头法兰到正压取压口的距离，可以理解成表头发射的电磁波只传递到正压取压口就不再传递了，也即告诉这台雷达液位计CPU 在液体的液位升高到正压取压口附近时才开始记录数据并计算结果。此项标定完后，其实零位就已经标定了。 ② Upper Ranger Valve（20mA 对应高度）：定为600mm
Lower Ranger Valve（ 4mA对应高度）：定为 0mm
此项为标定量程。①、②项标定完意味着对导波雷达液位计的组态思路走上了正轨。
接着还有其它项需要设置。
③ Upper Nul Zone（上部无效区）：定为300mm
此项可设置成0mm 到300mm 之间的任意值。它的意义是告诉这台雷达液位计CPU 往下发射电磁波经过的距离超过此值时雷达液位计才开始计算液位。比如设置一个小于300mm 的值——100mm ，由于量程已经定死（为600mm ），此时即使雷达液位计计算液位也显得没有必要了，所以一般把此值设置成负压取压口距离表头法兰的距离即可。 ④ Probe Length（实际长度）：定为1000mm
导波杆的长度。即表头法兰到导波杆末端的距离。
⑤ Probe Angle（角度）
倾斜角。一般都是垂直安装。
⑥ Probe Type（导波形式）
导波杆的类型。有单杆式或缆绳式等。
⑦ Measurement Mode Product（测量模式）
测量介质的液位或介位。
⑧ Vapor Dielel（液面上部气体介电常数）
一般为空气，空气的介电常数为1。
⑨ Upper Prod Dielel（介质介电常数）
⑩ Set Nominal Thresholds T2（T2时间）
与小信号切除类似。
经过这些设置，雷达液位计CPU 能根据情况自动计算出当前液位值。
结束语：
在洛阳石化油品质量升级项目大硫磺装置建成投产以来，装置中的罗斯蒙特导波雷达液位计一直存在测量不准的问题（包括导波杆式和缆绳式）。经过深入研究分析发现，现阶段的组态思路发生了偏差。我们不能按传统的“从下到上”的思路进行组态，而应该“从上到下”、用变革的思路分析解决问题。经过重新组态，大硫磺装置中的导波雷达液位计故障率明显下降。
罗斯蒙特导波雷达液位计的组态误区
摘要：罗斯蒙特导波雷达液位计是一种智能型液位计，由于其设计合理且适应性强而被广泛应用于炼油化工企业。这种液位计有多种规格形式，如导波杆式、缆绳式等。此文重点阐述其组态思想。
关键词：导波雷达液位计 组态
许多罗斯蒙特雷达液位计，在开工阶段，遇到了一些测量不准确的情况。本文就组态对液位计的原理及特性进行探讨。
一、雷达液位计测量原理及特点
雷达液位计又称微波液位计（Radar ，取“Radio Detection And Ranging ”词头字母），经历了三个发展阶段：射空雷达（PTOF ），调频连续波雷达（FMCW ），导波雷达（TDR ）。雷达是通过发射－反射－接收电磁波来测量物位的，电磁波由雷达物位变送器天线发射，通过空间或导波体向下传递，到达被测介质表面反射后，再被变送器天线接收。电磁波从发射到接收的时间与到达物位的距离成正比，其关系如下：
D ＝CT/2
式中 D——天线到物位的距离；
C ——电磁波传播速度；
T ——电磁波运行时间。
雷达物位变送器记录电磁波经历的时间，而电磁波的传播速度为常数，则可以计算出物位到雷达天线的距离，从而可得出被测物位的量值。
导波雷达与常规雷达发射能量相比，约为其10％（约0.1mW ），这主要得益于导波体为信号的传输提供了一条快捷高效的通道。微波脉冲不是在空间传播，而是在一根（或两根）从罐顶伸入、直达罐底的导波体传播，使信号衰减减少到最小，因而可以使用于测量超低介电常数介质的物位。同时通过导波体返回的信号能量强（约为发射能量的20％），而且返回的信号基本无干扰。
二、罗斯蒙特导波雷达液位计现阶段组态与正确组态的比较分析
拿导波杆式雷达液位计为例，如图1所示：
图1
导波杆长1000mm （即表头法兰距导波杆末端的距离），正压取压口距离导波杆末端100mm ，正压取压口距离负压取压口600mm ，负压取压口距离表头法兰300mm 。
1. 现阶段组态思路
按照常规组态思路，当看到这样的类似于浮筒式的液位计时，零点、量程很自然是关注的重点，这也当然是无可厚非的。在量程是600mm 无疑的情况下，问题是零点怎么定。类似于双法兰液位计的迁移，我们会把量程下限设定为100mm （因为正压取压口距离导波杆末端100mm ），并认为这种智能液位计会把液位在正取压口附近时自动当作零位；上限设定为100＋600＝700mm 。经过这样的设置，似乎已经没有漏洞了。实际情况并非如此。
2. 正确组态思路
当雷达液位计挂上HART275或HART375时会出现以下几项：
① Reterence Gauge Height（测量长度）：定为 900mm
此项的意义是表头法兰到正压取压口的距离，可以理解成表头发射的电磁波只传递到正压取压口就不再传递了，也即告诉这台雷达液位计CPU 在液体的液位升高到正压取压口附近时才开始记录数据并计算结果。此项标定完后，其实零位就已经标定了。 ② Upper Ranger Valve（20mA 对应高度）：定为600mm
Lower Ranger Valve（ 4mA对应高度）：定为 0mm
此项为标定量程。①、②项标定完意味着对导波雷达液位计的组态思路走上了正轨。
接着还有其它项需要设置。
③ Upper Nul Zone（上部无效区）：定为300mm
此项可设置成0mm 到300mm 之间的任意值。它的意义是告诉这台雷达液位计CPU 往下发射电磁波经过的距离超过此值时雷达液位计才开始计算液位。比如设置一个小于300mm 的值——100mm ，由于量程已经定死（为600mm ），此时即使雷达液位计计算液位也显得没有必要了，所以一般把此值设置成负压取压口距离表头法兰的距离即可。 ④ Probe Length（实际长度）：定为1000mm
导波杆的长度。即表头法兰到导波杆末端的距离。
⑤ Probe Angle（角度）
倾斜角。一般都是垂直安装。
⑥ Probe Type（导波形式）
导波杆的类型。有单杆式或缆绳式等。
⑦ Measurement Mode Product（测量模式）
测量介质的液位或介位。
⑧ Vapor Dielel（液面上部气体介电常数）
一般为空气，空气的介电常数为1。
⑨ Upper Prod Dielel（介质介电常数）
⑩ Set Nominal Thresholds T2（T2时间）
与小信号切除类似。
经过这些设置，雷达液位计CPU 能根据情况自动计算出当前液位值。
结束语：
在洛阳石化油品质量升级项目大硫磺装置建成投产以来，装置中的罗斯蒙特导波雷达液位计一直存在测量不准的问题（包括导波杆式和缆绳式）。经过深入研究分析发现，现阶段的组态思路发生了偏差。我们不能按传统的“从下到上”的思路进行组态，而应该“从上到下”、用变革的思路分析解决问题。经过重新组态，大硫磺装置中的导波雷达液位计故障率明显下降。