作者：卡斯滕•舒茨Endress+Hauser公司物位產(chǎn)品經(jīng)理，Reinach,瑞士， 電話:+41(0)61/7158100

        鄭明山：Endress+Hauser公司中國銷售中心物位產(chǎn)品工程師，上海，中國，   電話：021/24039722

       導(dǎo)言：技術(shù)發(fā)展到今天，應(yīng)用于物位連續(xù)測量的物理原理多種多樣，因此不難理解，工廠的現(xiàn)場技術(shù)人員在為項目做規(guī)劃時，往往希望能夠用單一技術(shù)解決所有的物位測量，這樣可以大量減少操作失誤和過多培訓(xùn)，由此節(jié)省費用。然而這種放之四海而皆準(zhǔn)的技術(shù)并非那么容易找到，因為每種技術(shù)都有自己的優(yōu)點和缺陷。

圖1：選擇何種原理測量分界面完全取決于現(xiàn)場的    實際工況，從左至右：界面明顯，應(yīng)選用導(dǎo)波雷達(dá)測量；有乳化層的的分界面，應(yīng)選用電容式物位儀測量；多種混合物界面，應(yīng)選用放射線儀表。

        在物位測量時，如果希望每種應(yīng)用的測量都能夠完美解決，那么在選擇儀表時，應(yīng)充分考慮現(xiàn)場的工況，比如要測量的介質(zhì)的性質(zhì)，在工業(yè)運行過程中的過程條件，還有現(xiàn)場的溫度和壓力對測量的影響。有經(jīng)驗的儀表供應(yīng)商比如Endress+Hauser 自動化設(shè)備有限公司，擁有一批經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員，可以根據(jù)不同的應(yīng)用為提供合適的測量儀表。下面的例子用來說明為工廠做規(guī)劃選型時，選擇儀表需要考慮的內(nèi)容。

雷達(dá)儀表應(yīng)用廣泛
       在物位測量中，雷達(dá)微波技術(shù)相對于超聲波有很大的優(yōu)點。比如Endress+Hauser 公司的非接觸式雷達(dá)Micropilot M最高可以承受400度的過程溫度，可以承受從真空到160公斤的過程壓力。而對于導(dǎo)波雷達(dá)Levelflex，最高可承受的過程溫度也是400攝氏度，而最高過程壓力甚至可以達(dá)到400公斤。即使在測量過程溫度為200度，過程壓力為50公斤的的汽包液位時，由于運用了“氣相測量誤差補(bǔ)償功能”的獨特技術(shù)，雷達(dá)波在氣相中速度的改變對測量結(jié)果仍然不構(gòu)成任何影響。
        微波的固有物理性質(zhì)是雷達(dá)技術(shù)的另一個優(yōu)勢，微波能夠穿透大量的塑料和部分型號的玻璃，因此用雷達(dá)儀表測量某些塑料或者玻璃容器內(nèi)的溶液時，不需要安裝在專門制作的安裝短管中，而是直接安裝在容器外，利用雷達(dá)波穿透容器直接進(jìn)行液位測量（如圖2所示）

圖2：微波雷達(dá) Micropilot M FMR240從容器外測量液位

    
導(dǎo)波雷達(dá)不懼嚴(yán)苛工況
       當(dāng)現(xiàn)場的液位由于某種原因產(chǎn)生大量的泡沫時，用導(dǎo)波雷達(dá)Levelflex M來測量是最佳選擇，導(dǎo)波雷達(dá)由于只有1GHZ的頻率，而且有導(dǎo)波纜或者導(dǎo)波桿進(jìn)行導(dǎo)波，測量效果完全不受泡沫影響。有時候現(xiàn)場需要測量更加復(fù)雜的情況時，比如由于多級攪拌引起的劇烈液面波動并伴隨著大量泡沫，此時測量只能選擇壓力儀表或者差壓儀表進(jìn)行液位測量，其他的特殊工況，比如液體分界面的測量，可能還需要多種不同的測量方法來滿足不同的過程條件。
       如果用導(dǎo)波雷達(dá)來測量界面時，我們可以得到三個量的輸出（分界面位置，上層液位高度，總液位）；如果用電容式物位計進(jìn)行測量，我們只能輸出界面位置，但是在出現(xiàn)乳化層時仍能夠精確的測量，而導(dǎo)波雷達(dá)的微波會因被乳化層吸收而衰減，電容會根據(jù)乳化層的的電容值計算出連續(xù)液位。如果遇到更復(fù)雜的工況，比如上層液體全部是混合物時，只能選用GAMMA射線進(jìn)行測量。

固體測量的完美解決方案
       如果測量固體料位，當(dāng)進(jìn)料時，固體表面往往會形成一個安息角，而如果出料時，表面會形成一個下凹的漏斗，使用非接觸式的雷達(dá)波或超聲波測量在這種場合時，往往會由于固體表面對波的發(fā)散而無法測量到正確信號，而此時導(dǎo)波雷達(dá)比如Levelflex M則表現(xiàn)出優(yōu)越性。當(dāng)表面安息角過大，而造成物位表面信號過于分散無法測量時，導(dǎo)波雷達(dá)是唯一最適合的儀表，這種特殊的工況其測量效果幾乎沒有任何影響（如圖3所示）。
輕質(zhì)的粉末狀固體比如固體二氧化硅粉末，聚苯乙烯，或木屑粉末在濕度不高的情況下，密度和介電常數(shù)都很低，在這種情況下，雷達(dá)儀表和超聲波儀表都無法保證可靠測量，此時最好的選擇是機(jī)械式儀表，現(xiàn)在的機(jī)械式儀表也一直在進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，比如重錘物位計Silopilot M，控制部分已經(jīng)完全用電子部件替代了機(jī)械部件，這其中就包含了代表最新科技的頻率轉(zhuǎn)換控制器，利用單相供電，帶動三相拖動電機(jī)工作。重錘式儀表工作時，不會象雷達(dá)或者超聲波那樣受到固料“堆角”的影響，這樣在設(shè)計容器的過程結(jié)構(gòu)時，完全不用考慮這些因素所帶來的影響。

圖3：利用導(dǎo)播雷達(dá)Levelflex M測量糖儲罐

        在一些極端工況中，比如測量在非常高的固體容器中的水泥或面粉，氣動進(jìn)料時會引起大量的粉塵和粘附，使用超聲波時由于信號衰減過大而無法測量，但是有一些功能強(qiáng)大的雷達(dá)，即使在這種嚴(yán)苛的條件下仍然能夠穩(wěn)定可靠的測量。
        在一些測量堅硬固體比如碎石的場合，我們可以提供具有自清洗功能的超聲波探頭，超聲波探頭可以通過自身的震動來清潔，這樣無須額外的清潔維護(hù)。只有分體式超聲波的探頭才具有這種功能，探頭和變送器的距離可以擴(kuò)展到300米，在現(xiàn)場工況很惡劣的場合，比如碎石機(jī)的現(xiàn)場噪音和震動很大，可以通過分體式探頭把變送器安裝在便于調(diào)試的地點。
       物位測量的特殊工況幾乎無窮無盡，難以一一列舉。在選型時，不能只傾向于選擇“最時髦”的技術(shù)，要根據(jù)現(xiàn)場的實際情況進(jìn)行選型，有時候傳統(tǒng)的解決方案比如電容，超聲波，壓力或其他很多機(jī)械式儀表才是最佳的選擇。