VF03导波雷达液位计的维护调试与常见故障解决

李红丽

(南阳石蜡精细化工厂，河南 南阳 473132)

Hycontrol VF03系列导波雷达液位计已广泛应用于石油、化工及电力等行业的液/料位测量，是依据时域反射原理(Time Domain Reflectometry，TDR)设计制造的，其工作原理是电子仓发射的电磁脉冲以光速沿钢缆或探棒传播，当遇到被测介质表面时，部分电磁脉冲将反射，介质表面到法兰的距离同脉冲在其间的传播时间成正比，由此计算出空高，进一步计算出液位。回波的极性和振幅取决于上层介质与下层介质的介电常数。一般情况下，上层的介质为气体，其介电常数接近1.0，下层被测介质的介电常数较高。VF03导波雷达液位计用于测量的优势在于，电磁脉冲的传播时间和物位测量精度不受被测介质的介电常数、浓度(密度)、压力和温度的影响。由于钢缆、探棒的导向作用，电磁脉冲的衰减非常小，泡沫、粉尘、蒸汽和容器的形状都不会影响测量结果。

笔者着重介绍Hycontrol VF03系列导波雷达液位计的日常维护、调试方法和常见故障的分析与处理。

1 日常维护①

Hycontrol VF03导波雷达液位计通电大约30～60s后才能正常工作。日常检查维护主要是查看电源电压和输出电流是否正常。如果投运后仪表没有输出，则应检查电源是否真正接上，并检查保险丝是否烧坏。

使用隔离式安全栅时，必须保证安全栅的输出开路电压达到24V(DC)，否则液位计不能正常工作。维护时，仪表输入部分不要短路，如果进行拆、接线，必须先把仪表的电源关断。VF03导波雷达液位计刚上电时的输出电流有一个从小到最大(22mA)，之后逐步下降到最小(0mA)再返回测量值的过渡过程，此过程大约50s，这期间不利通信，在进行回路电流(电压)检测时也要注意这个情况，以免误判。这也是VF03导波雷达液位计区别于其他仪表的显著特点。

VF03导波雷达液位计表头内部的使用温度为-45～+55℃，在使用中，当被测介质温度过高，且环境温度较高时，需注意表头的内部温度，在接近允许值时，需使用仪表风对雷达表头吹风降温。

2 参数调试

VF03导波雷达液位计在投运前，需要根据实际工况进行参数设置与调整。 所需的调试工具有：安装了调试软件(PCSTAR 2V 2.01)的笔记本电脑、网关(HART-RS232转换器)和设置电阻(240Ω)。

将设置电阻串入仪表回路，确保VF03导波雷达液位计的负载电阻不大于750Ω；网关的HART端接设置电阻两端，网关的RS232端接PC的串口。液位计上电，PC开机。然后双击PC界面的“PCSTAR 2V 2.01”快捷图标，进入调试软件。按F2进行通信连接，文字框提示连接成功后出现设置主界面，如图1所示。

图1 VF03导波雷达液位计设置主界面

在如图1所示的主界面中，可以清晰地看到该液位计的测量值、指示值和液柱高度。按F2进入参数表，可以查看和设置参数，如图2所示。其中，盲区指靠近过程法兰附近测量不精确的区域，因此设定一个上盲区，阻止液位计在这个区域测量，出厂设置值为0.40m，修改该数值时建议不要低于此值；时间常数用于滤波设置，为了防止数据跳变，使测量数据更稳定，范围为1～100s，出厂设置值为5s。

图2 VF03导波雷达液位计的基础参数设置画面

正常情况下，现场调试设置的参数要求为：量程下限(Scale Min)和量程上限(Scale Max)要与上位机对应；修改罐高(Tank Height)参数使显示的液位与实际检尺液位一致；修改缆长(Probe Length)略小于罐高；设置盲区(dead zone)。

修改参数后，按F6将新参数发送到仪表。有时3个参数或一个参数修改后发送给VF03导波雷达液位计，返回的信息VF03未接收或接收部分参数，这种情况可再次进行发送操作，直到修改的参数全部接收为止。

3 故障分析与排除

在实际使用过程中，VF03导波雷达液位计的故障率相对较低，除了因安装位置不合适、所测介质的湍动及气泡等因素，日常出现的故障主要从3个方面分析排查。

3.1 通过查看波形判断

在主界面按F7进入示波界面，并点F4刷新，可获取最新的波状态，如图3所示，显示物位真实回波的大小、位置和门槛电压的大小。

图3 VF03导波雷达液位计的波形

从示波界面上可以看到回波波形，噪波大的工况可以通过F11适当提高门槛电压(门槛电压是在示波界面可以看到的比较平滑的曲线，是识别反射脉冲的准线，在主界面按F11进入修改界面，通过修改它可以屏蔽干扰或者选择液位脉冲有效)抗干扰；测量值有时跟踪液位有时丢失液位，导致趋势曲线呈折线，原因可能是门槛电压偏高，当物位回波强时跟踪液位，当回波弱时丢失液位而导致曲线呈现最大值，此时可酌情降低门槛电压。通常，门槛电压的起始值为500mV。

如果门槛电压高于真实回波，或者噪波高于门槛电压，需调整门槛电压值。退出此窗口，同时按F11进入动态参数界面，修改门槛电压。首先点击Modify(修改)，然后在Threshold后的框中输入所需的门槛电压值，再点Save(保存)即可。然后点F7，按F4刷新，查看门槛电压是否已更改。如果未更改，则按以上步骤再重新操作，直至修改后的门槛电压更改即可。

当有双波出现时，要考虑测量介质是否为易结晶体，在液面下降后，仍有残留物悬挂在缆绳上导致假波，此时需清理缆绳。

3.2 查看故障报告

在主界面按F8(F7-Markers)查看故障报告：画面显示项后面指示为1时，代表这一项故障。可根据提示进行相关处理，如图4所示。

图4 导波雷达液位计故障报告画面

通过查看故障报告，可分析VF03导波雷达液位计是否存在故障并锁定故障项，有针对性地进行检查。

配有GPX的VF03回路中，当GPX接线仓进水时回路存在较小漏电流，不影响通信，但易造成误判。其显著特点是：DCS屏上趋势曲线漂浮不定，回路电流大于正常值(测量显示大于正常值)，而GPX显示正常值。此时需清理并进行干燥处理。

测量值不准确时，可以根据检尺液位调整罐高设置，修改罐高参数(零点与工艺要求的参考零点一致)即可消除固定偏差，输出电流值随修改而变化。需要注意的是，量程不得大于罐高，否则为非法设置，界面会出现出错提示；而且量程(标尺)参数一定要与二次表(上位机)的量程相同，否则会出现变动偏差。

修改时，如果不知道二次表(上位机)的量程，可通过动态设置(F11)的试验功能使VF03分别输出4、20mA查询。此方法也可用于罐旁显示仪的现场调试。

合理设置缆长，可以屏蔽缆绳末端的异常反射干扰(如屏蔽重锤反射和罐底物体反射)，使测量跟踪液位。

能够通信而提示无回波的故障，可能是发射针与缆绳上端接触不良。此时需要到现场拆卸表头，重新安装、紧固即可。

3.3 液面不稳

当出现液面不稳定的工况时，可以通过修改时间常数，增加仪表滤波阻尼性能的方法，保证输出电流的稳定。

4 结束语

Hycontrol VF03系列导波雷达液位计广泛应用于石油及化工等生产领域的物位和液位测量，充分了解其工作原理、日常维护方法、参数设置和调整步骤与注意事项，将有助于保证其测量精度和长周期运行。笔者汇总了常见故障现象与排除方法，希望能对同行的工作有所帮助。