基于微波法的儲油罐液位測量

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1、基于微波法的儲油罐液位測量王新生，等基于微波法的儲油罐液位測量!"#$#%#&’#()*+#,#-./()#01-’23+14(%#’#."1051+62&!(-7)王新生蔡榮海吳錦強(qiáng)（中國石油管道公司庫鄯輸油管理處，新疆庫爾勒市!"#$$$）關(guān)鍵詞：液位測量儲油罐雷達(dá)液位計(jì)微波法率為$Q#((，測量范圍$R"$(。!"#$%&’(：)"*"+,"-(.&","/012+0-/34-’-&+"*"+,"0"&;測量基本原理526&%$-*","07%’摘要分析了基于微波法雷達(dá)液位計(jì)的測量原理、影響因

2、素電磁波在傳播過程中遇到障礙物能反射回來（見及測量部分的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和處理過程，導(dǎo)出了基本計(jì)算公式，較詳圖#），雷達(dá)就是利用這個(gè)原理，通過測量電磁波從發(fā)細(xì)地介紹了實(shí)際液位的計(jì)算和校正過程。射到反射的時(shí)間差，計(jì)算出電磁波傳播的距離，其測量89(0&-60%&’(’)*+,-./0,-.1-02’，-.32+’.1’3)145,*，*6*4’(7’*-/.53原理如圖A所示。(’)*+,-./*’14-5.).70,51’**-./0,51’7+,’*53,)7),2’8’2(’4’,9)*’75.(-1,

3、5:)8’(’4&57),’).)26;’7<%&’9)*-11)21+2)4-5.35,(+2)-*)2*57’,-8’7<%&’0,)14-1)21)21+2)4-5.).715,,’14-5.0,51’7+,’*),’0,’*’.4=’7-.7’4)-2<:引言液位測量技術(shù)經(jīng)過不斷的發(fā)展，其各種測量方法在工業(yè)生產(chǎn)中都有自己的應(yīng)用領(lǐng)域，并得到長足的進(jìn)步。其中，微波法的發(fā)展近幾年較為迅速，以微波法為圖#波的反射基本測量方法的雷達(dá)液位計(jì)技術(shù)日益成熟，已開始在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用。在石油工業(yè)中，已相繼出現(xiàn)了

4、>?#$"@、#$?("@的儲油罐，這些儲油罐由于高度高、容量大等特#$(點(diǎn)給液位監(jiān)測提出了更高的要求。雷達(dá)液位計(jì)以其精度高、使用維護(hù)方便等特點(diǎn)開始受到關(guān)注，并已逐步應(yīng)用于大罐的液位測量，如：東黃（黃島—東營）輸油管道"@圖A長距離測量黃島地下油庫A座>?#$(儲罐應(yīng)用了瑞典B))9%).CD5.4,52公司的E)7),%).CF)+/’雷達(dá)液位計(jì)監(jiān)測由圖A可知：!"!#$%&A（#）系統(tǒng)，庫鄯（庫爾勒—鄯善）輸油管道首末站G座>?其中%為電磁波在空氣中的傳播速度，約為光速（@?#$"(@大罐的液位

5、監(jiān)測應(yīng)用了荷蘭H.,)3I

6、說高度不高，而所要求的精度、分辨率高，直容性和開放性。測量部分應(yīng)用了平面天線技術(shù)接測量反射時(shí)間幾乎不大可能，這就需要對雷達(dá)波進(jìn)（LN%），增強(qiáng)了雷達(dá)波的反射強(qiáng)度和精度，并且具有自行合成。雷達(dá)液位計(jì)改脈沖雷達(dá)波為合成脈沖雷達(dá)校正能力和自診斷能力。整個(gè)系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，波，通過測量發(fā)射波與反射波的頻率差，間接地求得反給維修和診斷帶來方便。其測量誤差OP#((，分辨射時(shí)間，計(jì)算出雷達(dá)波傳播的距離，如圖"所示。萬方數(shù)據(jù)AG《自動(dòng)化儀表》第##卷第/期#$$+年/月式（"）.（)），則有!"!$)·!$%!

7、$+（/）式（/）中，對于一固定測量介質(zhì)和安裝方式的雷達(dá)液位計(jì)，)可認(rèn)為一常數(shù)；!$為基準(zhǔn)天線，并帶有溫度補(bǔ)償，其長度已知；分配器把雷達(dá)波分成兩部分，而且這兩部分波互相隔離，互不影響；!$+的測量是在工業(yè)圖!短距離測量防護(hù)等級為01/)的密封殼內(nèi)，受外界影響較小。"實(shí)際液位的得出與校正儲油罐應(yīng)用較多的是浮頂罐和拱頂罐，對這兩種罐雷達(dá)液位計(jì)的安裝基本相同。下面以浮頂罐為例來分析實(shí)際液位的得出與校正（見圖/）。圖"液位測量液面到天線距離!的計(jì)算公式如下：!"#·!$%#&（#）&"!$$%!’$（!）式

8、中：!$為測量量，它關(guān)系到!的精度；&為跳頻斜率（%&’’(）。!測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖/實(shí)際液位測量測量系統(tǒng)框圖如圖)所示。它主要包括天線頭、數(shù)據(jù)采集板、高頻信號發(fā)生板三部分。對照測量原理設(shè)檢尺口到罐底基準(zhǔn)點(diǎn)的距離為*2，*2是罐本身的固有長度，也叫檢尺口高度，一般由罐的檢定結(jié)果圖"可知，振蕩器產(chǎn)生合成脈沖雷達(dá)波，由掃描控制來決定&；線性化使合成脈沖雷達(dá)波減少了干擾的波動(dòng)；給出。檢尺時(shí)，下尺為*$，沾油為*+，雷達(dá)安裝位置距分配器把一束波分成互相隔離#束波，*波發(fā)射到基罐底