本发明涉及校准计量,具体涉及一种雷达料位计校准方法。
背景技术:
1、雷达波是一种特殊形式的电磁波,雷达料位计利用了电磁波的特殊性能来进行料位检测。电磁波的物理特性与可见光相似,传播速度相当于光速。其频率为300mhz-3000ghz。电磁波可以穿透空间蒸汽、粉尘等干扰源,遇到障碍物易于被反射,被测介质导电性越好或介电常数越大,回波信号的反射效果越好。
2、雷达料位计工作的基本原理是发射-反射-接收。雷达传感器的天线以波束的形式发射雷达信号,反射回来的信号仍由天线接收,雷达料位计的雷达信号从发射到接收的运行时间与传感器到介质表面的距离以及物位成比例。
3、雷达料位计在测量物料的料位高度前需要进行校验,以保证测量的准确性。目前,雷达料位计校验均采用在线校验的方式,也就是将雷达料位计的头部伸入容器中,将雷达料位计的法兰盘固定在容器上,在生产过程中进行校验,但在线较验时,雷达料位计收容易受到料体状态、生产状态等各种的影响,校验准确度很难保证。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题就在于:本发明提供一种雷达料位计校准方法。
2、为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为:
3、一种雷达料位计校准方法,包括以下步骤:
4、步骤s1,计算示值误差:测量雷达料位计零位至反射面的距离作为实际值,选取多个测量点,分别测量料位计各测量点,料位计显示值与实际值的差值即为该点的示值误差;
5、步骤s2,重复性校准:选取75%最大量程的测量点,重复测量多次,计算料位计的测量重复性;
6、步骤s3,不确定度评定:对料位计示值的算术平均值输入量hm标准不确定度、料位计零位至反射面的实际距离输入量hb标准不确定度进行评定;计算合成标准不确定度;
7、步骤s4,计算料位计的相对误差率,根据示值误差、合成标准不确定度和相对误差率得到料位计误差的真实值区间。
8、作为上述技术方案地进一步改进为:
9、进一步地,所述步骤s1中,所述示值误差的计算,量程在30m范围内采用公式(1)计算,量程超过30m采用公式(2)计算;
10、ⅰ、按公式(1)计算出该测量点的示值误差为
11、δi=xi-xi0 (1)
12、式中:
13、δi——某测量点的示值误差;
14、xi——某测量点的料位计显示值;
15、xi0——某测量点的实际值;
16、取误差值中绝对值最大者为该料位计的示值误差;
17、ⅱ、按以下公式计算出该测量点的示值误差为
18、δh=hd-hs (2)
19、式中:
20、δh——各校准点的示值误差;
21、hd——料位计各校准点的实际值;
22、hs——料位计某校准点的标准值;
23、因为量程较大时,需要分段计算,各测量点的误差为该料位计的分段示值误差平均值。
24、进一步地,所述步骤s2中,计算料位计的测量重复性:
25、
26、式中,r为测量重复性;xi为某次测量的料位计显示值;为多次测量料位计显示值的平均值。
27、进一步地,所述步骤s3中,不确定度传播率公式如下:
28、
29、式中:
30、其中,δh为料位计的示值误差,hm为料位计示值的算术平均值,hb为料位计零位至反射面的实际距离。
31、进一步地,所述输入量hm的标准不确定度包括以下两部分:
32、c.料位计示值重复性引入的标准不确定度分项u(hm1);
33、d.料位计的分辨力引入的标准不确定度分项u(hm2)。
34、进一步地,所述输入量hb的标准不确定度包括以下两部分:
35、a.激光测距仪或钢卷尺引入的标准不确定度分项u(hb1);
36、b.反射板垂直度引入的标准不确定度分项u(hb2)。
37、进一步地,所述步骤s4中,量程超过30m时,料位计的相对误差率er(δh):
38、
39、式中,k1为常数,b1为重复使用料位计产生的误差率,a1为料位计的最大允许测量误差。
40、进一步地,所述步骤s1中,对现场不能拆卸的料位计校准采用现场比对法:
41、(1)料位计测量料位计探头或参考点至物料反射面的距离,测量轴线紧贴料位计测量轴线并与料位计平行;
42、(2)每个点的比对是在料位计四周对称的至少四个点上测量,取算数平均值作为测量结果。
43、本发明提供的雷达料位计校准方法,与现有技术相比,有以下优点:
44、目前国内校准雷达料位计是参考机械行业标准jb/t13252-2017《微波(雷达)物位计》、国家检定规程jjg971-2019《液位计》进行比对,计量标准器选用和操作方法复杂;本发明的校准方法适用于对各种金属、非金属容器或管道内的液体、酱料以及颗粒料进行料位测量的雷达料位计实现校准。本发明所采用的钢卷尺、激光测距仪等标准器均为较普通的计量器具,市面上容易找到;所采用的方法对实验环境要求不高,可以是实验室校准,也可现场比对,校准方法简单、适用、可操作性强;示值误差计算可采用相对误差和绝对误差两种方式计算,灵活方便。
1.一种雷达料位计校准方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的雷达料位计校准方法,其特征在于,所述步骤s1中,所述示值误差的计算,量程在30m范围内采用公式(1)计算,量程超过30m采用公式(2)计算;
3.根据权利要求2所述的雷达料位计校准方法,其特征在于,所述步骤s2中,计算料位计的测量重复性:
4.根据权利要求3所述的雷达料位计校准方法,其特征在于,所述步骤s3中,不确定度传播率公式如下:
5.根据权利要求4所述的雷达料位计校准方法,其特征在于,所述hm的标准不确定度包括以下两部分:
6.根据权利要求5所述的雷达料位计校准方法,其特征在于,所述hb的标准不确定度包括以下两部分:
7.根据权利要求2所述的雷达料位计校准方法,其特征在于,所述步骤s4中,量程超过30m时,料位计的相对误差率er(δh):
8.根据权利要求1所述的雷达料位计校准方法,其特征在于,所述步骤s1中,对现场不能拆卸的料位计校准采用现场比对法: