非接觸液位測量技(jì)術
流程工業用戶通常(cháng)不需要高精度液位測量。他們隻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,並且應用情況良好。通常(cháng)在(zài)現場有全程的使用記錄並提供可靠服務。然而,當液位檢測需要在分離器中進行或在苛刻過程條件(jiàn)下進行時,或者當校準數據需要傳輸(shū)到更高水平(píng)的液(yè)位容器(qì)管理係統(tǒng)中,此項任務就更具挑戰性。這些(xiē)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(xiàng)技術合適,取決於測量方案和介質。我們已經(jīng)看到了對於(yú)基於雷達傳感器解決方案的日(rì)漸(jiàn)增長的需求。
“雖然在Enraf公司,我(wǒ)們已經使伺服技術的性能、精確性和可(kě)靠性達到完美,我們看到了雷達測量的更大潛力。我(wǒ)們正在開發新型軟件以用來增加設備(bèi)的可靠性,這(zhè)也將擴大其在更種場合中的應用範圍。我們的目標是達到液位測量可以將(jiāng)儲罐容量得到最優的應用,”Enraf公司的Wilfried Landerer說,“即使在(zài)將(jiāng)來,對於雷達技術,我們不會再看到‘萬能型(xíng)’裝置,應用過程,換句話說,就是機(jī)械與(yǔ)物理環境將決定哪種(zhǒng)測量方法最好。”
一、係統應盡量簡化
用戶需要盡可能簡單的(de)產品。產品操作員不再(zài)需要時間檢查係(xì)統中各種探頭。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,並希望該計量器工作(zuò)沒有差錯。”市場需要簡單的步驟、方便的操作和長期的免(miǎn)費維護服務。為滿足(zú)這些(xiē)需求,Krohne公司正在專注於改進(jìn)目(mù)前的雷達液位檢測(cè)器的那些用戶經常抱怨的不足之處,也就是(shì)簡化操作和使(shǐ)其適合於特種應用。Krohne公司FMCW檢測器的(de)最新一代,可以傳送(sòng)更加清晰的信號和容器中更多的信息。可以區分(fèn)微弱的測量信號和很強的反射信號。這項技術同樣應(yīng)用於新型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(rì)漸普及(jí),這種(zhǒng)方法可適合普遍應(yīng)用而且簡單可靠。”
Vega Grieshaber公司的Rainer Waltersbacher解釋說,無向微波(雷達)和製導微波(TDR)可很好滿(mǎn)足這些需求。除了純粹(cuì)技術發展之外,該公司還將關注設備處(chù)理和操作。Vega公司的專業應用天線包括為反(fǎn)射性(xìng)能差的液體設計的拋物線型天線。該拋物線型(xíng)天(tiān)線應(yīng)用的溫度範圍是:-40℃~+200℃;壓(yā)力範圍是(shì):從真(zhēn)空到3bar。
在加拿大Peterborough的西門子液位測量產品部市場總監Andrew Blazey同樣認為雷達是(shì)關鍵技術。“非接(jiē)觸液位檢測是目前連續液位檢測最有潛力的產品(pǐn),在西門子我們將專注於發展該項技術。對比其它方法,該項技術顯示(shì)出最大的增長比例及技術優勢。”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。
二、具有數字界麵的二線製測量器
艾默生過程管理同樣著手雷達技術,不僅應用於貯罐度量,而(ér)且應用於(yú)過程應用。雷達液位產品市場部(bù)經理Jens Weselmann說:“提供了數字(zì)數據界麵的緊湊型二線製測量器的(de)最大應(yīng)用領域(yù)是過程工程。目(mù)前的產品係列為眾多應用提供了良好性能。然(rán)而,艾默生(shēng)過程管理期待將他們公司的產品覆蓋整個(gè)過程技術市場。”
Rosemount5400液位測(cè)量器(qì)是(shì)最近進入(rù)市場的。二線製測量器擁有兩個天線並(bìng)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(kǒu)技術和循環技術,該技(jì)術借鑒了高精度REX產品係列(liè)。雙端口參考分離發送/接收模塊,這些模塊使目標反射和幹涉信號易於鑒別。循環模型(xíng)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。
三、在小型罐(guàn)中的(de)應用潛力
在(zài)許多大型和小型儲藏罐區,緩衝器和供給器根本沒有(yǒu)液位檢測裝置。
Endress+Hause的Liquicap T產品的設計正是(shì)為了(le)填充此項空白。該產品擁有兩軸電容探頭,可應用於可傳導液體的(de)連續測量(30μS/cm以上)。其測量範圍是150~2500mm,並且它可處理的過程溫度範圍為-40~+100℃。在製造時根據特殊(shū)訂貨提前預置探頭長度,安裝中則不能(néng)考慮用戶的要求了(le),為的是校準探頭。E+H的開發部將在2005年致力於兩個領域的研究。E+H公司液(yè)位測量市場部經理Stefan Rejda同我(wǒ)們(men)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(bō)非接觸技術的應(yīng)用界限。同樣(yàng)想為振動容器的(de)限位(wèi)開關增加一些新的技術特(tè)征。包括傳感器幾何學,高效(xiào)過程(chéng)壓力(lì)和Namur界麵。所有(yǒu)這(zhè)些(xiē)特性(xìng)將顯著增大傳感器應(yīng)用的範圍。
四、對於非(fēi)傳(chuán)統的解決方案,要考慮極端條件和介質屬性。
Pepperl+Fuchs發展了Pulscon LTC產品。據Martin Holdefer講,該公司相(xiàng)信,將(jiāng)在第二季度推出的Pulscon LTC導波測量器計和新型LUC-M,會為目(mù)前的產品範圍提供巨大的(de)潛能。新(xīn)型兩線製Pulsocn LTC采用基於TDR(時域反射計)原則的引導微波。脈衝由導杆或電纜引導(dǎo),不會(huì)被表麵移動或氣體、灰塵的重疊層所影(yǐng)響。同軸探頭可提供可(kě)靠結果,甚至在介質處(chù)在很低的DK值時。然而,還有一(yī)個(gè)可供選擇的傳導時間問(wèn)題。Turch公司的(de)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產生很大潛力。重點將集中在連續測量中,而不是基於簧接觸順序排布的偽模擬測量。長期以來已經證實了其效(xiào)力的磁傳感器提供了一個(gè)可行的(de)解決方案。他相信未來的挑戰(zhàn)是集成溫度(dù)傳感器和其耐高溫的能力。
目前為止,仍沒有普遍(biàn)適用的液位傳感器,差異主要是在價格和性能方(fāng)麵。任何價格的高技術並不是總是正確的(de)方案。通常,高(gāo)精度液位(wèi)測量(liàng)裝置並(bìng)不是問(wèn)題。最大的(de)困難是置於容器中(zhōng)的傳感器處於何(hé)種條件下,是有泡沫還是位於極端溫度或壓力下。生產商(shāng)正在關注防止外部(bù)影響產生錯誤的測量結果。
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