非接触液位传感器测量技术

流程工业用户通常不需要高精度液位测量。他们只需要当液位达到警戒线时的早期预警，以及当液体溢出容器或容器空了时的警报。因此，简单的机械检测装置仍被广泛使用，并且应用情况良好。通常在现场有全程的使用记录并提供可靠服务。然而，当液位检测需要在分离器中进行或在苛刻过程条件下进行时，或者当校准数据需要传输到更高水平的液位容器管理系统中，此项任务就更具挑战性。这些应用反映了操作简便的高精度设备的普遍趋势和当前选择。哪项技术合适，取决于测量方案和介质。我们已经看到了对于基于雷达传感器解决方案的日渐增长的需求。

“虽然在Enraf公司，我们已经使伺服技术的性能、精确性和可靠性达到完美，我们看到了雷达测量的更大潜力。我们正在开发新型软件以用来增加设备的可靠性，这也将扩大其在更种场合中的应用范围。我们的目标是达到液位测量可以将储罐容量得到最优的应用，”Enraf公司的Wilfried Landerer说，“即使在将来，对于雷达技术，我们不会再看到‘万能型’装置，应用过程，换句话说，就是机械与物理环境将决定哪种测量方法最好。”

系统应尽量简化

用户需要尽可能简单的产品。产品操作员不再需要时间检查系统中各种探头。Krohne 公司的Günter Pinkowski指出：“用户希望在容器中安装计量器，用它可以检测一些相对简单的问题，并希望该计量器工作没有差错。”市场需要简单的步骤、方便的操作和长期的免费维护服务。为满足这些需求，Krohne公司正在专注于改进目前的雷达液位检测器的那些用户经常抱怨的不足之处，也就是简化操作和使其适合于特种应用。Krohne公司FMCW检测器的最新一代，可以传送更加清晰的信号和容器中更多的信息。可以区分微弱的测量信号和很强的反射信号。这项技术同样应用于新型Optiflex中，它是接收雷达反射信号的装置。“我们看到，为用户带来真正利益的测量技术将日渐普及，这种方法可适合普遍应用而且简单可靠。”

Vega Grieshaber公司的Rainer Waltersbacher解释说，无向微波(雷达)和制导微波(TDR)可很好满足这些需求。除了纯粹技术发展之外，该公司还将关注设备处理和操作。Vega公司的专业应用天线包括为反射性能差的液体设计的抛物线型天线。该抛物线型天线应用的温度范围是：-40℃～+200℃;压力范围是：从真空到3bar。

在加拿大Peterborough的西门子液位测量产品部市场总监Andrew Blazey同样认为雷达是关键技术。“非接触液位检测是目前连续液位检测最有潜力的产品，在西门子我们将专注于发展该项技术。对比其它方法，该项技术显示出最大的增长比例及技术优势。”除了超声Sitrans探头LU之外，两线雷达计量器将在今年夏季推出。

具有数字界面的二线制测量器

艾默生过程管理同样着手雷达技术，不仅应用于贮罐度量，而且应用于过程应用。雷达液位产品市场部经理Jens Weselmann说：“提供了数字数据界面的紧凑型二线制测量器的最大应用领域是过程工程。目前的产品系列为众多应用提供了良好性能。然而，艾默生过程管理期待将他们公司的产品覆盖整个过程技术市场。”

Rosemount5400液位测量器是最近进入市场的。二线制测量器拥有两个天线并与Rsemount有许多相似的特点，包括可移动盖和回转显示。该设备采用Saab Rosemount的专利，双端口技术和循环技术，该技术借鉴了高精度REX产品系列。双端口参考分离发送/接收模块，这些模块使目标反射和干涉信号易于鉴别。循环模型技术确保5400可以将从容器壁反射回来的多重反射信号在软件捕捉之前过滤掉。

在小型罐中的应用潜力

在许多大型和小型储藏罐区，缓冲器和供给器根本没有液位检测装置。

Endress+Hause的Liquicap T产品的设计正是为了填充此项空白。该产品拥有两轴电容探头，可应用于可传导液体的连续测量(30μS/cm以上)。其测量范围是150～2500mm，并且它可处理的过程温度范围为-40～+100℃。在制造时根据特殊订货提前预置探头长度，安装中则不能考虑用户的要求了，为的是校准探头。E+H的开发部将在2005年致力于两个领域的研究。E+H公司液位测量市场部经理Stefan Rejda同我们分享了他的未来计划。他告诉我们，公司将进行技术革新，拓展超声波非接触技术的应用界限。同样想为振动容器的限位开关增加一些新的技术特征。包括传感器几何学，高效过程压力和Namur界面。所有这些特性将显著增大传感器应用的范围。

对于非传统的解决方案，需要考虑极端条件和介质属性。Pepperl+Fuchs发展了Pulscon LTC产品。据Martin Holdefer讲，该公司相信，将在第二季度推出的Pulscon LTC导波测量器计和新型LUC-M，会为目前的产品范围提供巨大的潜能。新型两线制Pulsocn LTC采用基于TDR(时域反射计)原则的引导微波。脉冲由导杆或电缆引导，不会被表面移动或气体、灰尘的重叠层所影响。同轴探头可提供可靠结果，甚至在介质处在很低的DK值时。然而，还有一个可供选择的传导时间问题。Turch公司的Walter Hein先生指出了直接分析水平检测的有用之处：他们相信该技术在将来将继续产生很大潜力。重点将集中在连续测量中，而不是基于簧接触顺序排布的伪模拟测量。长期以来已经证实了其效力的磁传感器提供了一个可行的解决方案。他相信未来的挑战是集成温度传感器和其耐高温的能力。

目前为止，仍没有普遍适用的液位传感器，差异主要是在价格和性能方面。任何价格的高技术并不是总是正确的方案。通常，高精度液位测量装置并不是问题。最大的困难是置于容器中的传感器处于何种条件下，是有泡沫还是位于极端温度或压力下。生产商正在关注防止外部影响产生错误的测量结果。