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   編者語：充填量檢測傳感器的應(yīng)用范圍非常廣泛，例如對醫(yī)藥膠囊中藥量的控制，采石場中大型石料的開采測量，或者油箱、油罐中液面高度的檢測等。能否準(zhǔn)確地測量充填量，關(guān)鍵問題并不在于傳感器本身，而在于傳感器在生產(chǎn)過程中是否得到正確的應(yīng)用。

尤其是在松散物料的上料工序中，近五年來對充填量傳感器的需求大大增加了

　　Vega公司市場經(jīng)理Holger Sack先生在談到關(guān)于充填量傳感器的要求時說道：“最重要的是安全性、可靠性和免維修三個方面。”此外，充填量檢測技術(shù)元器件如何與上一級主控系統(tǒng)連接以及檢測信號的評估也是很重要的問題。“對用戶來講，方便的系統(tǒng)集成性能，與現(xiàn)有檢測系統(tǒng)、現(xiàn)有資產(chǎn)管理系統(tǒng)的兼容性等方面都具有決定性的意義。”Sack先生繼續(xù)說道。

　　根據(jù)Baumer公司的生產(chǎn)和銷售經(jīng)理Daniel Walldorf先生的經(jīng)驗(yàn)，流程工業(yè)企業(yè)的員工每天如何操作使用檢測儀器和設(shè)備也是非常重要的：“充填量檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢是傳感器的操作越來越簡單、液面高度檢測的可靠性越來越高，調(diào)整設(shè)置越來越容易，數(shù)據(jù)分析越來越準(zhǔn)確。”

　　用戶們關(guān)心的是哪一種檢測儀器最適合于他們的檢測要求。而對檢測傳感器的價格高低則沒有什么特別的計(jì)較。近兩年來，出現(xiàn)了所謂的“Namur標(biāo)準(zhǔn)儀器”的需求。在量化分析的框架內(nèi)，對Namur標(biāo)準(zhǔn)檢測儀器的特性進(jìn)行分析評估。Namur標(biāo)準(zhǔn)的檢測儀器能夠覆蓋化工生產(chǎn)領(lǐng)域中80%左右的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用情況，并能夠節(jié)約儀器設(shè)備的采購成本和維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用。盡管當(dāng)時有一些生產(chǎn)企業(yè)對這種所謂的標(biāo)準(zhǔn)儀器是否能夠滿足不同的應(yīng)用目的提出了異議，但是兩年來的實(shí)踐證明了這種標(biāo)準(zhǔn)儀器是符合實(shí)際要求的。盡管大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)提供的是低端產(chǎn)品，但是所訂購的80%是價格昂貴的高端儀器。對此，Evonik Degussa公司的商務(wù)負(fù)責(zé)人Roland Josler先生是這樣解釋的：“由于與用戶企業(yè)之間多年來的供需關(guān)系以及化工市場特定的購買力，有時使得低端產(chǎn)品和高端產(chǎn)品之間幾乎沒有價格差。”用戶當(dāng)然愿意接受有附加功能的高端產(chǎn)品。在許多專業(yè)化工企業(yè)的流程設(shè)備中，要求檢測儀器能夠承受高于300℃的高溫，或者能夠耐特殊介質(zhì)的腐蝕。“在這些工況中往往只能使用具有更高附加功能的檢測儀器。”

　　 “基于化工企業(yè)的購買力，使得低端產(chǎn)品和高端產(chǎn)品之間幾乎沒有太大的價格差。”

　　——Roland Josler先生，Evonik Degussa公司商務(wù)負(fù)責(zé)人

　　非接觸檢測是未來的發(fā)展趨勢

　　有些檢測儀器的生產(chǎn)企業(yè)認(rèn)為，非接觸式測量是測量設(shè)備的發(fā)展趨勢。Endress+Hauser公司的充填量傳感器生產(chǎn)經(jīng)理Carsten Schulz先生解釋說：“之所以有這樣的發(fā)展趨勢主要是‘計(jì)時測量為基礎(chǔ)的檢測方法’有了長足的發(fā)展。”他以Micropilot M FMR 250型雷達(dá)檢測儀在松散物料中的檢測應(yīng)用為例說道：“這一檢測儀的研發(fā)成功標(biāo)志著提高高頻模塊的動態(tài)性能，使之能在充填檢測范圍達(dá)70m的環(huán)境中、在惡劣的檢測環(huán)境下，例如在有粉塵、充填噪聲，或者在錐口、漏斗等裝料設(shè)備中也有著很高的檢測可靠性。”

　　非接觸式的雷達(dá)檢測儀將會在流程工業(yè)企業(yè)的檢測技術(shù)中越來越多地代替像超聲波檢測儀、機(jī)電一體化控制的檢測儀、電容式檢測設(shè)備以及利用微波原理（TDR檢測儀）進(jìn)行檢測的儀器設(shè)備。這是KROHNE公司生產(chǎn)經(jīng)理Volker Lenz先生的看法。“雷達(dá)充填量檢測技術(shù)本身也在技術(shù)要求很高的應(yīng)用場合中發(fā)展起來了，例如在粉塵飛揚(yáng)環(huán)境中對固體物料的檢測，在對雷達(dá)波反射能力較差的材料檢測中應(yīng)用。”在油、液體原材料的儲罐和標(biāo)準(zhǔn)油桶的充填量檢測中，微波（TDR）檢測技術(shù)替代了其他的位移式檢測方法。另外，TDR檢測法在分離層、分界層檢測中還一直占據(jù)著重要的地位。

　　西門子公司流程工業(yè)檢測技術(shù)部負(fù)責(zé)人Karlheinz Schmidt博士對雷達(dá)檢測技術(shù)不受限制的使用前景也給予了肯定，但他不認(rèn)為這能夠替代一切：“尤其是非接觸的雷達(dá)檢測技術(shù)，幾乎是一種適合于所有充填量檢測的萬能檢測方法。但是它的研發(fā)過程也告訴人們，雷達(dá)檢測技術(shù)在應(yīng)用中具有很多優(yōu)點(diǎn)，但不能滿足所有功率標(biāo)準(zhǔn)的要求，也不能滿足所有法律法規(guī)的要求。”

　　 “從長期的角度來看，用戶需要的是更加簡單、更加符合環(huán)境保護(hù)要求的智能化解決方案。”

　　——Klaus-Peter Lindner先生，PNO現(xiàn)場總線協(xié)會主席

　　例如，Schmidt先生指出了雷達(dá)充填量檢測技術(shù)不能滿足法律法規(guī)規(guī)定的室外應(yīng)用的實(shí)例。為了與歐盟現(xiàn)行的無線電標(biāo)準(zhǔn)相吻合，人們希望能夠出臺與1995/5/EC技術(shù)規(guī)范相適應(yīng)的、適用于儀器儀表的許可認(rèn)證系統(tǒng)。最新的、統(tǒng)一的雷達(dá)充填量檢測儀表的標(biāo)準(zhǔn)EN 32清楚地規(guī)定了雷達(dá)充填量檢測儀的使用環(huán)境，即在封閉的容器內(nèi)。在貫徹落實(shí)這一標(biāo)準(zhǔn)后，就很容易做到流程生產(chǎn)設(shè)備不向外反射無線電波。但據(jù)Schmidt先生的看法，即使這樣，超聲波充填量檢測儀器將仍然會在流程工業(yè)企業(yè)中使用，因?yàn)樗膬r格更加低廉，性能更強(qiáng)，滿足了大多數(shù)室外使用或者在開放式的容器中使用的法律法規(guī)規(guī)定。

　　新技術(shù)必然帶來一些新的情況需要人們?nèi)タ紤]，是否未來還需要單獨(dú)的極限開關(guān)或者由現(xiàn)場總線系統(tǒng)承擔(dān)開關(guān)設(shè)備的任務(wù)。PNO現(xiàn)場總線組織主席Klaus-Peter Lindner先生堅(jiān)信：Profisafe安全協(xié)議將會在今后的十年內(nèi)在過程自動化領(lǐng)域中貫徹落實(shí)，他說：“還需要更加簡單的解決方案，例如完成容器泄露監(jiān)控的解決方案。從長期的角度來看，需要的是更加簡單、更加符合環(huán)境保護(hù)要求的智能化解決方案。”

　　此外，更加強(qiáng)大的故障診斷功能以及遠(yuǎn)程無線傳輸功能也都是今后發(fā)展的趨勢。Emerson公司的Tim Milarch先生也證實(shí)了這一點(diǎn)。他所在的企業(yè)在這一具有很好發(fā)展趨勢的領(lǐng)域中主要采用了受控微波技術(shù)。“這一技術(shù)能夠在高壓、高溫環(huán)境中工作，具有很大的檢測范圍，幾乎是免維護(hù)的。”Milarch先生介紹了受控微波檢測技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。他們利用5300系列的微波充填量檢測儀能夠在連續(xù)的流程生產(chǎn)過程中對料倉中原材料的存儲量進(jìn)行檢測，并且能夠很好地避免檢測結(jié)果出現(xiàn)錯誤。在無線傳輸技術(shù)方面，他們采用的是新的WirelessHart技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。“不久前，我們引進(jìn)了世界上第一種基于擺動叉技術(shù)的WirelessHart極限開關(guān)Resemount 2160系列產(chǎn)品。”

用戶能夠準(zhǔn)確地知道他所需要的檢測儀器

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　　研發(fā)中的新設(shè)備

　　盡管目前市場上已經(jīng)擁有品種繁多、采用多種不同技術(shù)的檢測儀器和設(shè)備，但新產(chǎn)品的研發(fā)仍然有發(fā)展空間。

　　Vega公司研發(fā)了微波發(fā)射器Vegamip以及雷達(dá)式的傳感器ProTrac。它們的優(yōu)點(diǎn)是耐磨性好、免維修。能夠節(jié)約用戶的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用。

　　Endress+Hauser公司打算對其品種繁多的產(chǎn)品進(jìn)行更加詳細(xì)的補(bǔ)充、完善。其中就包括不同價位的超聲波傳感器，Prosonic T FMU30；一種具有新的特性的微波傳感器（Soliwave M FQR56/FDR56）；松散物料運(yùn)動狀況監(jiān)控器Solimotion T FTR20以及符合Namur電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的電容式傳感器。

　　按照Walldorf先生的說法，Baumer公司把重點(diǎn)集中在“非導(dǎo)電體影響的電磁波開關(guān)FlexlLevel充填量開關(guān)上。”這種充填量轉(zhuǎn)換開關(guān)的優(yōu)點(diǎn)是與被測介質(zhì)的無關(guān)性。因此，原則上可以利用一個傳感器對各種液體、粉狀和顆粒狀的介質(zhì)進(jìn)行檢測?！　?/p>

　　KROHNE公司則把自己的重點(diǎn)繼續(xù)放在微波技術(shù)的雷達(dá)和TDR傳感器方面。Lenz先生說：“我們將繼續(xù)擴(kuò)大模塊化的平臺方案和我們符合DIN EN 61508標(biāo)準(zhǔn)的SIL認(rèn)證儀器設(shè)備。”這一技術(shù)一直有著很大的發(fā)展?jié)摿?。Lenz先生介紹了幾個例子，例如：Optiwave 6300，一種帶有水滴天線的檢測傳感器。“結(jié)合創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)，現(xiàn)代化的材料和很高的信號動力學(xué)性能，使得這一儀器能夠完全省略沖洗系統(tǒng)、笨重的拋物面天線以及費(fèi)時費(fèi)力的天線調(diào)整。”

　　不斷增長的測量需求

　　在過去的五年里，松散物料輸送領(lǐng)域?qū)Τ涮盍繖z測儀器提出了很大的需求，并且這種需求還在不斷加大。“連續(xù)檢測技術(shù)的不斷進(jìn)步以及與此有關(guān)的檢測值的可靠性、高性能檢測儀的可用性和使用這種高性能檢測儀的必要性和相關(guān)數(shù)據(jù)信息的匯總報告，例如IFRS（國際財(cái)務(wù)報告準(zhǔn)則）等，都對上市公司提出了很高的要求。”Endress+Hauser公司的Schulz先生介紹了形成這一發(fā)展趨勢的原因。

　　雖然總體經(jīng)濟(jì)形勢并不樂觀，但在某些領(lǐng)域還是出現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)好轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，Vega公司堅(jiān)持認(rèn)為在這一領(lǐng)域中還有繼續(xù)增長的空間，如Sacks先生就堅(jiān)信：“在經(jīng)濟(jì)危機(jī)的時期里，維護(hù)保養(yǎng)和儀器設(shè)備的修理費(fèi)用是一個非常重要的問題，是一個可以通過非接觸式檢測方法實(shí)現(xiàn)降低費(fèi)用目的的問題。”

　　KROHNE公司也在這種情況下調(diào)整了自己的經(jīng)營戰(zhàn)略，Lenz先生說：“許多領(lǐng)域中自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢不斷增加，例如要對料倉充填量進(jìn)行連續(xù)的自動化檢測和監(jiān)控，可視化的和電子的數(shù)據(jù)處理等。同時，用戶們希望得到的是萬能型的、有著更多應(yīng)用領(lǐng)域、價格更加低廉的解決方案。同時，由于原材料價格的上漲，也使松散物料輸送領(lǐng)域越來越多的采用檢測技術(shù)。”

　　此外，流程設(shè)備檢測儀器的工作環(huán)境也非常惡劣。Sack先生說：“很高的溫度和壓力對檢測儀器設(shè)備所使用的材料和電子元器件都提出了更高的要求。雖然非接觸式的檢測技術(shù)有著自己的優(yōu)點(diǎn)，但在惡劣工作環(huán)境中的應(yīng)用還是一個長期以來沒有很好解決的難題。”

　　每一種技術(shù)都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，Milarch先生建議在選擇檢測儀器所采用的檢測方法時要特別注意：“選擇了正確的檢測方法后幾乎可以完成任何檢測任務(wù)。”Schulz先生也表達(dá)了類似的觀點(diǎn)：“今天，人們可以利用檢測技術(shù)做任何事情。”但他首先強(qiáng)調(diào)：“要適合流程設(shè)備惡劣的工作環(huán)境，例如能夠生成大量沉積物、泡沫的產(chǎn)品，高粘度或者高腐蝕性的介質(zhì)，氣相或者低介電性的產(chǎn)品以及用戶對檢測儀的安全、可用性和價格方面提出的要求。”

　　Lenz先生解釋說：“通過合適的檢測方法的選擇和正確的儀器型號的確定是能夠得到理想的解決方案的，但是還要注意兩個前提條件，即用戶對檢測儀器的應(yīng)用和檢測的要求有足夠的認(rèn)識和了解。生產(chǎn)企業(yè)也應(yīng)在此基礎(chǔ)上根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)給予補(bǔ)充和完善，提供給用戶最佳的技術(shù)咨詢。”或者，像Lenz先生最后總結(jié)性發(fā)言時所說的那樣：“只有首先提出了正確的問題，才能得到正確的答案。”