雷达液位计故障分析及应对处理办法
摘 要 雷达液位计以其独特的优势及其特性在石油化工行业得到了广泛的应用。本文简述了雷达液位计的工作原理，并对其在使用过程中产生故障的原因进行了分析，并结合工作实际提出雷达液位计故障时应对方法。
关键词 ：雷达液位计；油罐；误差；冒罐
1 雷达液位计的结构组成及工作原理
1.1结构组成
雷达液位计是由发射头（TH ）与天线组成。发射头一般是通用的，同系列雷达液位计之间可以互换。天线有多种形式，从而形成多种型号的雷达液位计。
发射头由表体和电子单元（THE) 组成。电子单元由微波单元、信号处理、数据通信、电源及瞬变保护电路板等构成。
1.2工作原理
目前，我公司雷达液位计均是调频连续波测量原理, 如下图：雷达液位计向液体表面发射微波，而约为10GHz 带宽的微波信号连续地改变频率。在雷达信号被液面反射后，回波被天线接收。由于信号频率不断变化，与此时发射的信号相比，回波的频率稍微有所不同。频率的差异与到达液面的距离成比例，因此可得到空高。罐高减去空高，即为油罐液位值。
2 雷达液位计误差及故障分析
雷达液位计在使用过程中经常会出现失真的情况，主要表现在雷达液位计所显示的液位与人工检尺实测液位不符，存在较小或较大的差值。
我们需要对此差
值产生的原因进行认真分析，进而判断雷达液位计是否出现故障。
雷达液位计虽然是高度精密的仪器，但也存在一定的系统误差，分析其原因，主要表现以下三个方面：
2.1 校正过程传递了人工检尺的系统误差
采用雷达液位计，必须采用人工测量的参照高度。尽管雷达液位计本身测得的空高的精确度很高，人工测量的参照高度通过几次修正后可以有效避免随机误差，但人工检尺中必定也会存在系统误差，进而对雷达液位计的系统误差产生影响，使计算出的液位高度与实际精确度产生偏差。
2.2 参照高度随机变化引起液位误差
油罐内液体静压力、温度的改变及罐底板的升降都会引起参照高度的随机变化，导致无法预料的液位测量误差，这种误差是测空法所特有的，也是人工检尺和基于测空法原理的雷达液位计所无法克服的。
2.3浮顶罐摩擦力造成计量管内液位虚差
我公司雷达液位计或手工法对浮顶罐液位的检测是利用计量管进行的。在计量过程中，认为液位高度反映的是实际液位与浮顶重量的当量液位，而实际上，当浮盘上升或下降时，罐壁作用于密封圈上一个摩擦力，其作用表现在浮盘浸没深度在收油或付油过程中是不相同的，在计算油品质量时则不考虑浮盘所受摩擦力计量管内油位的影响，只是对浮顶的质量取一定值。
在浮顶罐检定中，如果浮盘质量是按容量比较法得到的，那么计量结果必然包括罐壁对浮盘的单向摩擦力，对于浮盘向相反方向运动的油品作业，其计量结果受摩擦力的影响将是加倍的。即便通过静置油品，消除了罐壁摩擦力对液位测量的影响，但该摩擦力在油罐检定中已经对浮盘质量产生了影响，因此这项误差不会因液位测量方法或测量手段的改进而改善。
2.4单点测温影响液位的准确度
我公司储罐温度计一般都是针对储罐内油品某一个点的温度进行测量的，但实际上在大型储罐中，油品具有较大的纵向温差，根据国内经验数据，1℃温差将会使测量的净容积产生0.06%~0.18%的误差，此误差会导致雷达液位计综合容积测量精确度大幅降低。
根据日常工作经验，雷达液位计和人工检尺实测液位差值不超过5cm 均在合
理的误差范围之内，但当储罐处于无液位或低液位（不足1米）时，雷达液位计和人工检尺液位差值会较大，因为这种情况下，油品内杂质较多，且罐底部的管道、支架会对雷达波形成漫反射，当储罐再次进油到达较高的液位后，雷达液位计会恢复正常。
如果储罐处于高液位时，雷达液位计所测液位跟人工检尺实测液位仍有较大的差值，那么基本就可以判断雷达液位计出现故障了。、
我们公司浮顶罐的雷达液位计安装在浮盘导向柱上，如果上一次所接卸的油品粘度较大，待储罐内的油品发出后，剩余的油品就有可能凝结成块状，而卸船作业时，储罐是不需要进行伴热的，油品是通过船方加热，温度较低时，为了保障卸船顺利，我公司也会开启相应卸船管线的伴热。这样随着储罐液位的上升，原先凝结的大小不一的油块就有可能进入雷达液位计导波管，进而导致雷达波不能顺利到达油面反射，这会导致两种情况：一种情况是油品液位低于导波管内油块位置时，所测的空高值减小，根据公式“测量液位=罐高-空高”可以推断，此时雷达液位计示数会高于人工实测液位；第二种情况是油面液位本身高于导波管内油块液位，但由于导波管内被油块堵塞，油品液位上不去，此时所测的空高值就偏大，根据公式“测量液位=罐高-空高”就可以推断出雷达液位计测量液位会低于人工实测液位。
3 雷达液位计出现故障时应对处理办法
雷达液位计出现故障本身就是一种安全隐患，尤其是在卸船作业过程中，极易出现冒罐事故。为避免此类事故发生，我们应该做好以下工作：
3.1作业过程中做好实时监控。公司中控室人员应该在卸船作业过程中密切关注作业罐液位变化情况，并通过用卸船效率来粗略计算出储罐油品液位上涨情况，一旦发现储罐油品液位上升过快、液位在上升后的一段时间内变化较小或出现浮动情况，都应该及时通知油库现场工作人员上罐顶巡视。
3.2油库巡检人员在卸船作业过程中要加强对作业罐罐顶的巡视，尤其是储罐到达高液位后（15米以上），罐顶应留人监控，我们部门专门为巡检人员配备了计量卷尺，当储罐高液位后，巡检人员会从测量罐顶到浮盘表面的空高，进而粗略判断雷达液位计是否准确。
如已确定雷达液位计出现故障，应立刻停止该罐的作业，及时联系维修人员对雷
达液位计进行检查，如雷达液位计导波管内有油块，可通过对储罐油品进行蒸汽伴热或人工疏通的方法将油块清除，雷达液位计可恢复正常。
4 结论
雷达液位计是一种高可靠高性能的仪表，在实际运用中，虽然发生故障的概率很低，但我们不能掉以轻心，我们应该在日常中做好雷达液位计的监控和检查工作，防止其出现故障后发生安全生产事故。
雷达液位计故障分析及应对处理办法
摘 要 雷达液位计以其独特的优势及其特性在石油化工行业得到了广泛的应用。本文简述了雷达液位计的工作原理，并对其在使用过程中产生故障的原因进行了分析，并结合工作实际提出雷达液位计故障时应对方法。
关键词 ：雷达液位计；油罐；误差；冒罐
1 雷达液位计的结构组成及工作原理
1.1结构组成
雷达液位计是由发射头（TH ）与天线组成。发射头一般是通用的，同系列雷达液位计之间可以互换。天线有多种形式，从而形成多种型号的雷达液位计。
发射头由表体和电子单元（THE) 组成。电子单元由微波单元、信号处理、数据通信、电源及瞬变保护电路板等构成。
1.2工作原理
目前，我公司雷达液位计均是调频连续波测量原理, 如下图：雷达液位计向液体表面发射微波，而约为10GHz 带宽的微波信号连续地改变频率。在雷达信号被液面反射后，回波被天线接收。由于信号频率不断变化，与此时发射的信号相比，回波的频率稍微有所不同。频率的差异与到达液面的距离成比例，因此可得到空高。罐高减去空高，即为油罐液位值。
2 雷达液位计误差及故障分析
雷达液位计在使用过程中经常会出现失真的情况，主要表现在雷达液位计所显示的液位与人工检尺实测液位不符，存在较小或较大的差值。
我们需要对此差
值产生的原因进行认真分析，进而判断雷达液位计是否出现故障。
雷达液位计虽然是高度精密的仪器，但也存在一定的系统误差，分析其原因，主要表现以下三个方面：
2.1 校正过程传递了人工检尺的系统误差
采用雷达液位计，必须采用人工测量的参照高度。尽管雷达液位计本身测得的空高的精确度很高，人工测量的参照高度通过几次修正后可以有效避免随机误差，但人工检尺中必定也会存在系统误差，进而对雷达液位计的系统误差产生影响，使计算出的液位高度与实际精确度产生偏差。
2.2 参照高度随机变化引起液位误差
油罐内液体静压力、温度的改变及罐底板的升降都会引起参照高度的随机变化，导致无法预料的液位测量误差，这种误差是测空法所特有的，也是人工检尺和基于测空法原理的雷达液位计所无法克服的。
2.3浮顶罐摩擦力造成计量管内液位虚差
我公司雷达液位计或手工法对浮顶罐液位的检测是利用计量管进行的。在计量过程中，认为液位高度反映的是实际液位与浮顶重量的当量液位，而实际上，当浮盘上升或下降时，罐壁作用于密封圈上一个摩擦力，其作用表现在浮盘浸没深度在收油或付油过程中是不相同的，在计算油品质量时则不考虑浮盘所受摩擦力计量管内油位的影响，只是对浮顶的质量取一定值。
在浮顶罐检定中，如果浮盘质量是按容量比较法得到的，那么计量结果必然包括罐壁对浮盘的单向摩擦力，对于浮盘向相反方向运动的油品作业，其计量结果受摩擦力的影响将是加倍的。即便通过静置油品，消除了罐壁摩擦力对液位测量的影响，但该摩擦力在油罐检定中已经对浮盘质量产生了影响，因此这项误差不会因液位测量方法或测量手段的改进而改善。
2.4单点测温影响液位的准确度
我公司储罐温度计一般都是针对储罐内油品某一个点的温度进行测量的，但实际上在大型储罐中，油品具有较大的纵向温差，根据国内经验数据，1℃温差将会使测量的净容积产生0.06%~0.18%的误差，此误差会导致雷达液位计综合容积测量精确度大幅降低。
根据日常工作经验，雷达液位计和人工检尺实测液位差值不超过5cm 均在合
理的误差范围之内，但当储罐处于无液位或低液位（不足1米）时，雷达液位计和人工检尺液位差值会较大，因为这种情况下，油品内杂质较多，且罐底部的管道、支架会对雷达波形成漫反射，当储罐再次进油到达较高的液位后，雷达液位计会恢复正常。
如果储罐处于高液位时，雷达液位计所测液位跟人工检尺实测液位仍有较大的差值，那么基本就可以判断雷达液位计出现故障了。、
我们公司浮顶罐的雷达液位计安装在浮盘导向柱上，如果上一次所接卸的油品粘度较大，待储罐内的油品发出后，剩余的油品就有可能凝结成块状，而卸船作业时，储罐是不需要进行伴热的，油品是通过船方加热，温度较低时，为了保障卸船顺利，我公司也会开启相应卸船管线的伴热。这样随着储罐液位的上升，原先凝结的大小不一的油块就有可能进入雷达液位计导波管，进而导致雷达波不能顺利到达油面反射，这会导致两种情况：一种情况是油品液位低于导波管内油块位置时，所测的空高值减小，根据公式“测量液位=罐高-空高”可以推断，此时雷达液位计示数会高于人工实测液位；第二种情况是油面液位本身高于导波管内油块液位，但由于导波管内被油块堵塞，油品液位上不去，此时所测的空高值就偏大，根据公式“测量液位=罐高-空高”就可以推断出雷达液位计测量液位会低于人工实测液位。
3 雷达液位计出现故障时应对处理办法
雷达液位计出现故障本身就是一种安全隐患，尤其是在卸船作业过程中，极易出现冒罐事故。为避免此类事故发生，我们应该做好以下工作：
3.1作业过程中做好实时监控。公司中控室人员应该在卸船作业过程中密切关注作业罐液位变化情况，并通过用卸船效率来粗略计算出储罐油品液位上涨情况，一旦发现储罐油品液位上升过快、液位在上升后的一段时间内变化较小或出现浮动情况，都应该及时通知油库现场工作人员上罐顶巡视。
3.2油库巡检人员在卸船作业过程中要加强对作业罐罐顶的巡视，尤其是储罐到达高液位后（15米以上），罐顶应留人监控，我们部门专门为巡检人员配备了计量卷尺，当储罐高液位后，巡检人员会从测量罐顶到浮盘表面的空高，进而粗略判断雷达液位计是否准确。
如已确定雷达液位计出现故障，应立刻停止该罐的作业，及时联系维修人员对雷
达液位计进行检查，如雷达液位计导波管内有油块，可通过对储罐油品进行蒸汽伴热或人工疏通的方法将油块清除，雷达液位计可恢复正常。
4 结论
雷达液位计是一种高可靠高性能的仪表，在实际运用中，虽然发生故障的概率很低，但我们不能掉以轻心，我们应该在日常中做好雷达液位计的监控和检查工作，防止其出现故障后发生安全生产事故。