非接觸液位測量技術

    流程工業(yè)用戶通常不需要高精度液位測量。他們只需要當液位達到警戒線時的早期預警，以及當液體溢出容器或容器空了時的警報。因此，簡單的機械檢測裝置仍被廣泛使用，并且應用情況良好。通常在現(xiàn)場有全程的使用記錄并提供可靠服務。然而，當液位檢測需要在分離器中進行或在苛刻過程條件下進行時，或者當校準數(shù)據(jù)需要傳輸?shù)礁�高水平的液位容器管理系統(tǒng)中，此項任務就更具挑戰(zhàn)性。這些應用反映了操作簡便的高精度設備的普遍趨勢和當前選擇。哪項技術合適，取決于測量方案和介質。我們已經(jīng)看到了對于基于雷達傳感器解決方案的日漸增長的需求。

    “雖然在Enraf公司，我們已經(jīng)使伺服技術的性能、精確性和可靠性達到完美，我們看到了雷達測量的更大潛力。我們正在開發(fā)新型軟件以用來增加設備的可靠性，這也將擴大其在更種場合中的應用范圍。我們的目標是達到液位測量可以將儲罐容量得到最優(yōu)的應用，”Enraf公司的Wilfried Landerer說，“即使在將來，對于雷達技術，我們不會再看到‘萬能型’裝置，應用過程，換句話說，就是機械與物理環(huán)境將決定哪種測量方法最好。”

系統(tǒng)應盡量簡化

    用戶需要盡可能簡單的產品。產品操作員不再需要時間檢查系統(tǒng)中各種探頭。Krohne 公司的Günter Pinkowski指出：“用戶希望在容器中安裝計量器，用它可以檢測一些相對簡單的問題，并希望該計量器工作沒有差錯。”市場需要簡單的步驟、方便的操作和長期的免費維護服務。為滿足這些需求，Krohne公司正在專注于改進目前的雷達液位檢測器的那些用戶經(jīng)常抱怨的不足之處，也就是簡化操作和使其適合于特種應用。Krohne公司FMCW檢測器的最新一代，可以傳送更加清晰的信號和容器中更多的信息�？梢詤^(qū)分微弱的測量信號和很強的反射信號。這項技術同樣應用于新型Optiflex中，它是接收雷達反射信號的裝置。“我們看到，為用戶帶來真正利益的測量技術將日漸普及，這種方法可適合普遍應用而且簡單可靠。”

    Vega Grieshaber公司的Rainer Waltersbacher解釋說，無向微波（雷達）和制導微波（TDR）可很好滿足這些需求。除了純粹技術發(fā)展之外，該公司還將關注設備處理和操作。Vega公司的專業(yè)應用天線包括為反射性能差的液體設計的拋物線型天線。該拋物線型天線應用的溫度范圍是：－40℃～＋200℃；壓力范圍是：從真空到3bar。

    在加拿大Peterborough的西門子液位測量產品部市場總監(jiān)Andrew Blazey同樣認為雷達是關鍵技術。“非接觸液位檢測是目前連續(xù)液位檢測最有潛力的產品，在西門子我們將專注于發(fā)展該項技術。對比其它方法，該項技術顯示出最大的增長比例及技術優(yōu)勢。”除了超聲Sitrans探頭LU之外，兩線雷達計量器將在今年夏季推出。

具有數(shù)字界面的二線制測量器

    艾默生過程管理同樣著手雷達技術，不僅應用于貯罐度量，而且應用于過程應用。雷達液位產品市場部經(jīng)理Jens Weselmann說：“提供了數(shù)字數(shù)據(jù)界面的緊湊型二線制測量器的最大應用領域是過程工程。目前的產品系列為眾多應用提供了良好性能。然而，艾默生過程管理期待將他們公司的產品覆蓋整個過程技術市場。”

    Rosemount5400液位測量器是最近進入市場的。二線制測量器擁有兩個天線并與Rsemount有許多相似的特點，包括可移動蓋和回轉顯示。該設備采用Saab Rosemount的專利，雙端口技術和循環(huán)技術，該技術借鑒了高精度REX產品系列。雙端口參考分離發(fā)送/接收模塊，這些模塊使目標反射和干涉信號易于鑒別。循環(huán)模型技術確保5400可以將從容器壁反射回來的多重反射信號在軟件捕捉之前過濾掉。

在小型罐中的應用潛力

    在許多大型和小型儲藏罐區(qū)，緩沖器和供給器根本沒有液位檢測裝置。

    Endress+Hause的Liquicap T產品的設計正是為了填充此項空白。該產品擁有兩軸電容探頭，可應用于可傳導液體的連續(xù)測量（30μS/cm以上）。其測量范圍是150～2500mm，并且它可處理的過程溫度范圍為－40～＋100℃。在制造時根據(jù)特殊訂貨提前預置探頭長度，安裝中則不能考慮用戶的要求了，為的是校準探頭。E+H的開發(fā)部將在2005年致力于兩個領域的研究。E+H公司液位測量市場部經(jīng)理Stefan Rejda同我們分享了他的未來計劃。他告訴我們，公司將進行技術革新，拓展超聲波非接觸技術的應用界限。同樣想為振動容器的限位開關增加一些新的技術特征。包括傳感器幾何學，高效過程壓力和Namur界面。所有這些特性將顯著增大傳感器應用的范圍。

    對于非傳統(tǒng)的解決方案，需要考慮極端條件和介質屬性。Pepperl+Fuchs發(fā)展了Pulscon LTC產品。據(jù)Martin Holdefer講，該公司相信，將在第二季度推出的Pulscon LTC導波測量器計和新型LUC-M，會為目前的產品范圍提供巨大的潛能。新型兩線制Pulsocn LTC采用基于TDR（時域反射計）原則的引導微波。脈沖由導桿或電纜引導，不會被表面移動或氣體、灰塵的重疊層所影響。同軸探頭可提供可靠結果，甚至在介質處在很低的DK值時。然而，還有一個可供選擇的傳導時間問題。Turch公司的Walter Hein先生指出了直接分析水平檢測的有用之處：他們相信該技術在將來將繼續(xù)產生很大潛力。重點將集中在連續(xù)測量中，而不是基于簧接觸順序排布的偽模擬測量。長期以來已經(jīng)證實了其效力的磁傳感器提供了一個可行的解決方案。他相信未來的挑戰(zhàn)是集成溫度傳感器和其耐高溫的能力。

    目前為止，仍沒有普遍適用的液位傳感器，差異主要是在價格和性能方面。任何價格的高技術并不是總是正確的方案。通常，高精度液位測量裝置并不是問題。最大的困難是置于容器中的傳感器處于何種條件下，是有泡沫還是位于極端溫度或壓力下。生產商正在關注防止外部影響產生錯誤的測量結果。