超聲波液位計故障分析及維護策略分析及維護策略之三_淮安潤中儀表科技有限公司
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    超聲波液位計故障分析及維護策略分析及維護策略之三

    發表時間:2021-09-27 ??點擊次數:? 技術支持:15601403222
    承上文可以看出,空罐時因罐底聚焦反射現象產生的部分回波信號誤識別為真實液位回波,但故障回波幅值實際較真實液位回波的幅值相差較大,只需提升回波曲線的閾值,確保空罐情況下的干擾雜波不超出抑制曲線,保證此時儀表出現丟波報警,輸出報警電流,即可徹底解決該故障。維護人員通過設置自動回波抑制,使超聲波液位計智能學習空罐的超聲返波信號。考慮到故障信號存在的隨機性,在自動學習的回波抑制曲線基礎上,手動適當增加了抑制曲線高度幅值。經驗證,該方法有效解決了超聲波液位計空罐跳變故障,重新設置抑制曲線后,回波曲線如圖6所示。
    超聲波液位計
    3.2.3 互相干擾導致的液位跳變
    放射性廢液處理系統中的安全殼地坑液位測量使用3臺西門子LUT400型分體式超聲波液位計測量,顯示流入地坑的一回路泄漏量。由于地坑位置限制,3臺超聲波液位計元件部分安裝緊湊,1-WLS-LT034/036超聲波元件安裝法蘭位于低側,1-WLS-LT035(安全殼地坑液位變送器2)位置與1-WLS-LT034(安全殼地坑液位變送器1)和1-WLS-LT036(安全殼地坑液位變送器3)錯開,位于高側;如圖7所示。
    超聲波液位計
    圖7
    在執行安全殼地坑液位進水試驗期間,發現3臺超聲波液位計頻繁跳變。現場檢查每個超聲波元件的安裝符合安裝規范,周邊也無變頻器、電機等干擾源。檢查線路接線,均無問題。地坑液位的這三臺超聲波元件的安裝位置較近,元件安裝法蘭幾乎挨在一起。判斷可能由于超聲波元件中的換能器產生的高頻脈沖聲波互相干擾,導致對某一元件而言,接受超聲波返波信號時會同時接收到其它2臺液位計返回的高頻脈沖信號,從而導致液位計軟件算法在判斷真實回波的時候出現偏差,導致液位跳變的情況出現。
    針對上述可能的故障原因,對安全殼地坑重新進行了充排水試驗,并在充排水期間,使用Pactware診斷軟件實時監測1-WLS-LT035的超聲波回音曲線。試驗發現,在安全殼地坑液位較低時,1-WLS-LT035的超聲波回音曲線質量較好,液位返波清晰,幅值較大。隨著液位逐漸上升,在真實液位返波下方逐漸開始出現一個虛假返波,隨著液位繼續上升,回音曲線中真實液位返波下方開始出現第二個虛假返波。這兩個虛假返波隨著液位不斷上升,在回音曲線中的位置也同時在上升。整個地坑沖水過程中,隨著液位上升,真實回波的質量在變差,信號強度逐漸變弱,然而兩個虛假回波的信號質量卻在不斷增強。在液位接近于0.7~1m左右時(LT035設置液位量程為0.178~1.194m)時,復現了液位跳變的情況。此時智能液位計算法認定的有效液面返波開始在真實液位返波和虛假返波之間不斷切換,從而導致液位跳變故障的產生。地坑充排水試驗驗證了液位波動是由于3臺超聲波液位計高頻脈
    沖聲波互相干擾;如圖8所示。
    超聲波液位計
     
    針對這一問題,***妥善的處理方式為更換超聲波液位計安裝位置,物理上分隔3臺超聲波元件,以減輕聲波的互相干擾,或者更換液位計選型,選擇聲波沿固定導波桿傳播的導波雷達液位計。現場設備已經安裝,不具備改造條件的情況,從軟件識別算法和回波抑制著手消除液位計跳變缺陷。從安全殼地坑充排水試驗結果分析,回音曲線中真實液位返波隨著液位上升,信號幅值降低,質量變差,在一定液位時信號質量會低于虛假返波的質量導致智能識別算法選擇虛假返波作為真實液面的返波。但是在整個過程中,真實波始終位于虛假返波之前。因此可改變超聲波液位計的識別算法,從***個且信號***強的波(blf,best of first and largest echo)更改為***個真實波(tf,true first echo)。從而使得識別算法始終選擇***個脈沖聲波返波作為真實液位的返波信號,杜絕因虛假干擾返波的存在導致識別算法在真假返波選擇切換。使用tf識別算法,需要關注的是盡量避免在真實液面返波前方出現虛假回波干擾,如果真實返波前方出現了虛假回波,會導致超聲波液位計頻繁出現高漂的現象。因此,在更改識別算法之外,需適當提高回波抑制曲線的增益(hover level),盡量濾除真實返波前方的假波,同時又能使得在整個液位量程中,真實返波可以超出抑制曲線,被算法識別。經過多次嘗試,將增益從60%增加為71%后,WLS-LT035液位跳變的故障排除,保持觀察72h,期間未再出現過液位跳變現場。問題得到徹底解決。在其他2臺超聲波液位計LT034和LT036上也有出現,采取同樣方案處理后,地坑液位跳變的故障消除。
    4 結束語
    目前,采用回波測距原理的液位計,如超聲波技術發展迅速,因其價格經濟、無介質接觸、精度高、安裝維護方便而得到廣泛運用。核電行業也開始廣泛運用VEGA、KROHNE、E+H、西門子等品牌的超聲波液位計。
    在系統設備調試中,若能熟練掌握使用智能超聲波液位計的診斷軟件,識別回波曲線中存在的問題,對于處理此類型液位計的故障將會事半功倍。
     

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