石油貯蔵タンクは、精製所が原油や精製油を貯蔵するための重要な設備であり、タンク内の液体媒体のレベル、温度、圧力、密度などのパラメータを測定し、タンク内の液体の体積と質量埋蔵量を計算し、現代の生産における資産管理の必要性を実現します。 タンクレベルは、オイル収集プロセスの重要なパラメータの1つであり、タンクの突き上げや真空引きなどの事故を防ぐために、レベルメーター測定の信頼性と安定性に対する要求はより厳しくなります。 タンクのサイズと種類が異なるため、測定媒体の特性とプロセス条件も異なるため、現場プロセスの実際の状況から、レベルメーターと設計レベル測定を合理的に選択することによってのみ、プロセスの測定要件をよりよく満たし、プロセスの安全な生産をより確実にすることができます。 レーダーレベルメーターは、近年、石油貯蔵タンクエリアで最も広く使用されているレベル測定計であり、メディアとの接触のない測定方法を採用しており、設置の容易さ、故障率が低く、メンテナンスが容易で、精度が高く、メディアの影響が少ないなどの利点があります。

1、レーダーレベルメーターの動作原理、特性、分類

  1.1 レーダーレベルメーターの仕組み

      レーダ波は光速cで伝搬する高速電磁波で、放射された電磁波が媒体液面に当たると反射し、レーダは放射波と反射波の間の遅延tを測定することでアンテナと反射面との距離(高度h)を決定します。 T=2h/c。 (c=300000km/s)光速cは媒体環境の影響を受けず、伝搬速度は安定しており、遅延時間tを測定すると空高hを得ることができる。

      レーダーシステムは、常に線形FM信号(すなわち、周波数と時間が線形関係にある信号)を送信し、送信信号周波数と反射信号周波数の差周波数を得ることができる。 差れ合い信号はデータ処理され、空の高値hが得られ、タンク高値と空高値の差はレベル値です。

  1.2 レーダーレベルメーターの特徴

     (1) 信頼性が高い。 非接触測定、可動部品なし、故障率が低いため、信頼性が高い。

     (2) 計測精度が高い。 測定精度は、媒体温度、圧力、誘電率などの変化の影響を受けません。

     (3) 幅広い用途。 様々なオイル貯蔵タンク、特に高精度、結晶化しやすい、高温高圧媒体に使用できます。

     (4) デジタル出力技術。 RS-232、RS-485標準インターフェースにより、フィールドと制御室間のデジタル伝送により、アナログ信号伝送の誤差を克服することができます。

     (5) 小型、軽量、設置が容易で、メンテナンスが簡単です。

     (6) 障害自己診断とプロンプト機能があります。

  1.3 レーダーレベルメーターの分類

     • レーダーレベルメーターは、通常、動作周波数に応じて、6.8GHz、低周波、26GHz、高周波、80GHz、高周波の3種類に分かれています。 異なる周波数のレーダーレベルメーターは、異なる用途に適応します。 

       a. 低周波数は、アンテナのフックに対して良好な耐性を有する。 

       b. 低周波数は、変動する液体表面の性能を向上させます。 

       c. 低周波は、より良い水蒸気フォームの浸透能力を持っています。 

       d. 高周波はビーム幅が狭く、障害物を避けることができます。 

       e. 波長が短いため、傾斜した固体表面でより良い反射を有する高周波。 

       f. 高周波では、より小さなアンテナを使用できます。

    • レーダーレベル計はアンテナの種類によって分かれており、主にロッド、ホーン、スティック、ボール、半球、放物線、平面アンテナなどがある.

       a. ロッドアンテナは6GHz、低周波レーダーでよく見られるが、アンテナ径が小さいという特徴があり、ライザーの内径が小さく、腐食性が高く、凝縮物が設置されているアプリケーションに適している。

       b. ホーンアンテナは、最も一般的なレーダーアンテナであり、さまざまな周波数のレーダーレベルメーターに適しています。 ホーンの性能はサイズによって大きく異なり、ホーンが大きければ大きいほど、性能は向上します。

       c. 短棒アンテナレーダーは、多くの場合、26GHz、高周波レーダーレベルメーターで使用され、アンテナサイズが小さく、信号強度、耐食性が高く、強い腐食性条件で広く使用されています。

       d. 球型、放物線アンテナは、エコー放射を使用して集束する原理であり、非常に小さなビーム角を生成し、マイクロ波エネルギーを大幅に増加させ、高精度レーダーや固体レーダーによく使用されます。

       e. 平面アンテナは、マイクロ波透過フォーカスの原理を使用して、ビーム角度を小さくすることができます。 現在、主に固体レベルの測定に使用され、石油化学の液体レベル測定にはあまり適用されていません。

2、インストールとデバッグ

  2.1 インストール

      レーダーレベルメーターのインストールは簡単で便利ですが、正しいインストールは、レーダーレベルメーターの測定に直接影響します。 注意事項は次のとおりです。

      • 円形またはアーチ型のタンクの場合、メーターはその間に設置できず、複数の反射は偽の信号を引き起こし、有効な情報を受信しません。

      • 円形のタンクの場合、レベルメーターとタンク壁の距離は、タンク径の1/6~1/4の間に保持することが望ましく、直径の小さいタンク設置ポイントとタンク壁との最も近い距離は30cm未満であってはなりません。

      • 上部が平面であるテーパータンクの場合、ゲージはタンクの上部の中央に収まり、テーパー底部への測定が保証されます。

      • メーターの設置時に、測定された液体の流れの入口のすぐ上に取り付けることはできません。 

      • マイクロ波ビームが放射する範囲では、制限スイッチ、ラダー、温度センサーなどの装置を設置しないでください。 

      • 加熱コイルや空間リング、その他の障害物など、タンクの内壁に注意を払う対称装置は、測定の精度に直接影響する可能性があります。

      • ホーンアンテナの中心軸が液体面に垂直である場合、アンテナがタンクに少なくとも10mmの距離に到達し、エコーの品質を確保し、偽のエコーを受信しないようにする必要があります。

      • 導波管(導波管またはバイパス管)を使用して設置した場合、容器内の障害物、泡、液体表面変動が測定に大きく影響することを回避できます。 等圧穴径は5... 10 mm、2 つの穴間の最小距離は 100 mm です。 衝撃を避けるために、導波管は出入り口から離して取り付ける必要があります。

  2.2 デバッグ 

     デバッグ方法は簡単ですが、デバッグには次の 2 つの方法があります。

     a. レーダー表面パネルを使用してパラメータを設定し、パネルのデータを表示し、曲線を読み取ることによってレーダーのデバッグを完了します。

     b. 携帯電話のBluetoothを介してパラメータを設定し、レーダーのデバッグを完了するために曲線を読み取ります。

3、測定における一般的な故障と改善措置 

     レーダーレベルメーターは、実際のアプリケーションでは、測定値の飛躍、出力の有無、および検出および回避することができる関連する問題も発生します。 一般的な障害と改善策は、次のカテゴリに分類されます。 

      第一、測定値に変化がないことです。 測定値に変化がない場合、ビーム範囲に固定反射面があるため、強い干渉が発生することが多い。 タンク壁、延長バー、その他の部位に障害物がないか、この時点で注意を要する。 また、レーダーレベルメーターの電子モジュールが故障した場合、この問題も発生し、電子モジュールをタイムリーに更新および保守する必要があります。 

      第2は、失波です。 失波はエコーが弱すぎるため、この問題の主な原因は、レーダーレベルメーターのアンテナ方向が液体面に対して垂直ではなく、液面に乱れや干渉があることです。 この時点で、レーダーアンテナに結露やその他の被着体がないか確認し、アンテナを速やかに洗浄し、アンテナの向きを調整する必要があります。 

      第3に、測定値は一定の区間で飛躍します。 この現象は、2つの理由から生じ、1つは、液体表面が不安定であり、起伏があり、反射波を測定する時間の変化をもたらし、第二に、原油壁が深刻な現象であり、この状況は、電磁波信号を弱め、測定値の飛躍をもたらす。 レーダーレベルメーターは、使用中にエラーコードが発生した場合は、取扱説明書に記載されている対応する故障コードを参照して処理することができます。

      第4に、レーダーレベルメーターが1つのタンクから別のタンクに移動する場合、リセット操作が必要であり、基本的なパラメータ設定のみを行うと、レーダーレベルメーターの動作が不安定になります。 リセット後、レーダーレベルメーターは、正確な測定を達成するためにパラメータを設定する前に、新しいインストール環境を再学習します。

4、経済的利益

     • レーダーレベルメーターは、合理的な構造、良好な性能、高い測定精度と良好な安定性を有し、オイル貯蔵タンクの24/7測定と監督を実現します。

     • レーダーレベルメーターの構造設計は簡単で、設置と操作が容易で、機器が少なく、環境制限の対象とならない、正確な測定など。

     • レーダーレベルメーターの普及と適用により、原油の損益測定や精製油の工場損失管理をうまく解決できます。

     • レーダーレベルメーターの普及により、産業オートメーションの能力が向上します。 

     • レーダーレベルメーターの適用は、作業効率を向上させ、プロセススタッフの労働強度を低減します。