Giá trị đo mức radar thay đổi đột ngột: nguyên nhân, chẩn đoán và giải pháp

Hiện tượng nhảy giá trị của bộ truyền mức radar METRAVON: Nguyên nhân, cách khắc phục sự cố và giải pháp.

Một bộ truyền mức radar bình thường phải phản ánh một cách trơn tru các thay đổi về mức chất lỏng hoặc mức chất rắn dạng khối. Nếu giá trị đo được đột ngột tăng vọt, giảm mạnh, bị khóa ở một giá trị cố định hoặc hoàn toàn biến mất, thì có thể thiết bị này đã ngừng theo dõi tín hiệu phản xạ thực tế từ sản phẩm.

Tuy nhiên, điều này không nhất thiết có nghĩa là hệ thống radar đã hỏng. Trong thực tế, những nguyên nhân phổ biến nhất bao gồm hiện tượng hồi âm giả tín hiệu phản xạ giả, ngưng tụ hoặc cặn bám trên ăng-ten, bọt, bụi, thay đổi bề mặt vật liệu rắn dạng rời, kết cấu bên trong bồn và cấu hình không đúng.

1. Tại sao chỉ số radar lại đột ngột tăng vọt?

Triệu chứng	Nguyên nhân phổ biến
Giá trị đo liên tục nhảy lên cùng một mức	Tái chiếu giả cố định từ chùm tia, bộ khuấy, ống dẫn vào, thành bồn hoặc các cấu trúc nội bộ khác
Mất tín hiệu phản hồi ở vùng gần mức cao	Bề mặt bồn đạt đến khoảng cách đo tối thiểu, hiện tượng phản xạ mạnh từ vòi phun hoặc hiện tượng ngưng tụ ở ăngten
Giá trị đo không ổn định ở vùng mức thấp	Phản xạ từ đáy bồn, hằng số điện môi thấp hoặc tín hiệu phản xạ từ vật liệu yếu
: mức độ chất rắn dạng khối dường như tăng lên trong quá trình xả vật liệu;	: hiện tượng sụp đổ vật liệu, thay đổi góc nghiêng ổn định, hoặc sự dịch chuyển của vùng phản xạ chủ đạo
Các giá trị đo được bất thường trong giai đoạn ẩm hoặc mưa:	– Hiện tượng ngưng tụ, lớp màng nước hoặc vấn đề liên quan đến vỏ bọc / gioăng kín quy trình;
– Độ ổn định của phép đo giảm dần theo thời gian;	– Tích tụ bụi, hình thành lớp phủ hoặc sự thay đổi dần dần trong quy trình vận hành.

2. Bụi dày có ngăn cản việc đo bằng radar không?

Không nhất thiết. Radar sử dụng sóng điện từ và thường phù hợp hơn với các môi trường có nhiều bụi so với công nghệ siêu âm. Đây là lý do tại sao radar được sử dụng rộng rãi trong các silo chứa xi măng, than, bột khoáng và ngũ cốc.

Các rủi ro quan trọng hơn bao gồm bụi ẩm và hiện tượng tích tụ điện tích trên ăng-ten.Vật liệu được lắng đọng trên ăng-ten có thể tạo ra các phản xạ bổ sung hoặc làm giảm tín hiệu hiệu dụng truyền đến bề mặt thiết bị.

Nếu vấn đề xuất hiện trong quá trình vận hành trong môi trường có bụi, cần kiểm tra tình trạng của ăng-ten và đường cong hồi âm trước khi kết luận rằng hệ thống radar không thể "thoát qua" lớp bụi.

3. Tại sao hiện tượng ngưng tụ lại có thể gây ra sai số mức đột ngột?

Trong các bồn chứa có độ ẩm cao, có hơi hoặc thường xuyên thay đổi nhiệt độ, hiện tượng ngưng tụ có thể hình thành trên ăng-ten hoặc bề mặt tiếp xúc với quá trình xử lý.

Sự ngưng tụ nghiêm trọng có thể gây ra:

Các hiện tượng phản xạ thêm trong vùng trường gần;
Giảm cường độ hồi âm thực của sản phẩm;
: Hiện tượng theo dõi đột ngột một mục tiêu giả cố định;
: Tắt hẳn hồi âm ở mức cao.

: Tùy theo thiết kế thiết bị, các biện pháp khắc phục có thể bao gồm: vệ sinh ăng-ten, điều chỉnh vị trí lắp đặt, lựa chọn loại ăng-ten phù hợp hơn với điều kiện ngưng tụ, hoặc sử dụng hệ thống làm sạch bằng khí đã được phê duyệt.

4. Vì sao các silo chứa vật liệu dạng khối và rắn lại xuất hiện các bước nhảy đột ngột nhiều hơn so với các bồn chứa chất lỏng?

Bề mặt chất lỏng thường tương đối phẳng. Các chất rắn dạng khối có thể tạo thành các hình nón, các độ dốc không đều, các cầu nối, sự tích tụ vật liệu trên thành bề mặt và các vùng vật liệu bị sụp đổ.

Khi vật liệu được xả ra, một cột vật liệu cục bộ có thể sụp đổ, khiến điểm phản xạ mạnh nhất di chuyển từ một khu vực của chùm tia radar sang khu vực khác. Khi đó, thiết bị phát có thể chuyển từ một tín hiệu phản hồi này sang tín hiệu phản hồi khác, tạo ra hiện tượng tăng đột ngột về giá trị đo được, dù nồng độ vật liệu thực tế đang giảm xuống.

Các tình huống điển hình bao gồm:

Đổ liệu lệch tâm;
Góc nghỉ lớn;
Thoát liệu từ phễu;
Tích tụ vật liệu trên thành silo;
Gây cầu và sụp đổ đột ngột.

5. Tại sao radar liên tục nhảy về cùng một khoảng cách?

Việc xuất hiện liên tiếp một giá trị đọc sai nhưng gần như ở cùng một khoảng cách là dấu hiệu rõ ràng về sự tồn tại của một vật phản xạ cố định.

Kiểm tra các yếu tố sau:

Dầm kết cấu; Thiết bị khuấy
Cuộn gia nhiệt
Thang nội bộ
Ống đổ đầy
Phần đáy vòi phun
Các phần nhô ra hoặc giá đỡ trên thành bồn chứa
;

– Khi tín hiệu hồi âm của sản phẩm thực tế suy giảm, một trong những phản xạ cố định này có thể trở thành mục tiêu mạnh nhất mà thiết bị phát có thể phát hiện được.

– 6. Làm thế nào để sử dụng đường cong hồi âm trong việc xử lý sự cố?

Khi xảy ra bước nhảy về mức độ, đường cong hồi âm thường mang lại giá trị hữu ích hơn so với việc chỉ thay đổi các tham số.

Kiểm tra xem:

Dấu hiệu hồi âm thực tế có đang dần suy yếu không;
Một tín hiệu hồi âm mạnh có duy trì ổn định tại một khoảng cách nhất định hay không;
Bộ phát có đang chuyển từ một tín hiệu hồi âm chủ đạo sang một tín hiệu hồi âm chủ đạo khác hay không;
Mức độ cao đang tiến vào giới hạn vùng gần;
– một tín hiệu phản xạ mạnh từ đáy bồn xuất hiện ở mức độ thấp.

– Nếu có nhiều tín hiệu phản xạ có cường độ tương tự, thì điều kiện lắp đặt và điều kiện quy trình thường cần được chú ý kỹ lưỡng hơn so với thiết lập độ tắt tiếng.

7. Khi nào việc lập bản đồ phản xạ giả lại hữu ích?

– Việc lập bản đồ phản xạ giả đặc biệt hữu ích đối với các phản xạ cố định không thể loại bỏ bằng phương pháp vật lý, ví dụ như các cấu kiện đỡ nội bộ cố định.

Mức độ thực tế phải được xác định trong quá trình lập bản đồ để đảm bảo tín hiệu hồi âm thực của sản phẩm không bị lưu trữ nhầm thành tín hiệu nhiễu.

Một trình tự thực tiễn được áp dụng như sau:

Đầu tiên, tối ưu hóa quá trình cài đặt → kiểm tra đường cong hồi âm → ức chế riêng phần nhiễu cố định còn lại.

8. Việc tăng độ giảm chấn có thể khắc phục hiện tượng đọc giá trị nhảy không?

Độ giảm chấn giúp làm mịn tín hiệu đầu ra; tuy nhiên, thao tác này không thể chuyển đổi một tín hiệu hồi âm giả thành tín hiệu hồi âm đúng.

Nếu tín hiệu mức thực tế là chính xác nhưng bề mặt bị dao động nhanh, việc bổ sung độ giảm chấn có thể giúp cải thiện độ ổn định của hình ảnh hiển thị. Nếu thiết bị phát đã khóa nhầm vào mục tiêu sai, việc tăng thêm độ giảm chấn sẽ chỉ khiến giá trị đọc sai thay đổi chậm hơn.

9. Khi nào việc xả khí lại có ích?

Thanh lọc không khí có thể giúp trong các ứng dụng bụi, ngưng tụ hoặc phủ được chọn bằng cách giảm sự tích tụ bụi và màng nước trên ăng ten.

Áp suất xả, lưu lượng và chất lượng khí xả cần tuân thủ các yêu cầu của thiết kế radar cụ thể. Trong các hệ thống hoạt động liên quan đến vệ sinh, chất dễ cháy hoặc hóa chất đặc biệt, chất xả cũng phải tương thích với quy trình vận hành.

10. Quy trình khắc phục sự cố được khuyến nghị

Xác nhận liệu cấp độ quá trình có thực sự thay đổi nhanh hay không.
So sánh màn hình hiển thị của bộ truyền tín hiệu tại chỗ với giá trị từ PLC/DCS.
Lưu lại và kiểm tra lại đường cong phản hồi.
Kiểm tra ăng-ten để phát hiện hiện tượng ngưng tụ, bụi bẩn hoặc sự tích tụ vật chất.
Kiểm tra xem các cấu trúc cố định có nằm trong chùm tia radar hay không.
Kiểm tra hiệu chuẩn khi không có vật cản, hiệu chuẩn khi có đầy đủ vật cản, và khoảng cách đo tối thiểu.
Kiểm tra lại bản đồ hồi âm giả.
Điều chỉnh hệ thống giảm chấn chỉ sau khi đã xác nhận rằng hồi âm đúng đang được theo dõi.

Câu hỏi thường gặp.

Câu hỏi 1: Giá trị đo đột ngột tăng cao có nghĩa là thiết bị radar bị lỗi không?

Câu trả lời: Không nhất thiết. Các hiện tượng hồi âm giả, hiện tượng ngưng tụ, sự tích tụ hoặc sự thay đổi bề mặt giữa vùng khí và vật rắn đều có thể gây ra cùng một triệu chứng.

Câu hỏi 2: Thiết bị radar có còn hoạt động được trong môi trường có lượng bụi lớn không?

A: Đúng. Radar được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng có nhiều bụi, tuy nhiên bụi ẩm và hiện tượng tích tụ trên ăng-ten vẫn có thể làm suy giảm chất lượng tín hiệu.

Q3: Việc tăng thời gian lọc có thể giải quyết được vấn đề này không?

A: Chỉ khi tín hiệu thực tế là chính xác và quá trình hoạt động có sự dao động. Việc lọc tín hiệu không thể khắc phục hiện tượng theo dõi phản hồi giả.

Q4: Tại sao các giá trị đo được ở mức thấp đôi khi lại không ổn định?

A: Hằng số điện môi thấp và hiện tượng phản xạ mạnh tại đáy bình có thể làm giảm biên độ tín hiệu của hồi âm thực tế từ sản phẩm.

Q5: Khi nào nên thực hiện lập bản đồ hồi âm giả?

A: Sau khi bố trí lắp đặt đã được tối ưu hóa và mức chất lỏng thực tế của sản phẩm đã được xác định.

Q6: Những thông tin nào hữu ích cho việc khắc phục sự cố?

A: Cung cấp mô hình radar, mức thực tế, mức hiển thị, ảnh chụp hệ thống lắp đặt, cấu tạo bên trong thiết bị, loại môi chất, nhiệt độ và áp suất, tình trạng ăng-ten, cũng như đường cong hồi âm.

Kết luận

Câu hỏi then chốt đằng sau hiện tượng chỉ số mức radar nhảy đột ngột là: thiết bị phát liệu vẫn đang theo dõi đúng tín hiệu hồi âm thực tế của sản phẩm hay không.

Một quy trình khắc phục sự cố đáng tin cậy bắt đầu từ đường cong hồi âm, tình trạng ăng-ten và cấu trúc lắp đặt, trước khi tiến hành thay đổi các tham số. Việc tăng hệ số tắt dần nhiều lần hiếm khi giải quyết được vấn đề hồi âm giả kéo dài.