編者語:充填量檢測傳感器的應用范圍非常廣泛,例如對醫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。能否準確地測量充填量,關鍵問題并不在于傳感器本身,而在于傳感器在生產過程中是否得到正確的應用。
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公司市場經理Holger Sack先生在談到關于充填量傳感器的要求時說道:“重要的是安全性、可靠性和免維修三個方面。”此外,充填量檢測技術元器件如何與上一級主控系統連接以及檢測信號的評估也是很重要的問題。“對用戶來講,方便的系統集成性能,與現有檢測系統、現有資產管理系統的兼容性等方面都具有決定性的意義。”Sack先生繼續說道。
根據Baumer公司的生產和銷售經理Daniel Walldorf先生的經驗,流程工業企業的員工每天如何操作使用檢測儀器和設備也是非常重要的:“充填量檢測技術的發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,調整設置越來越容易,數據分析越來越準確。”
用戶們關心的是哪一種檢測儀器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較。近兩年來,出現了所謂的“Namur標準儀器”的需求。在量化分析的框架內,對Namur標準檢測儀器的特性進行分析評估。Namur標準的檢測儀器能夠覆蓋化工生產領域中80%左右的標準應用情況,并能夠節約儀器設備的采購成本和維護保養費用。盡管當時有一些生產企業對這種所謂的標準儀器是否能夠滿足不同的應用目的提出了異議,但是兩年來的實踐證明了這種標準儀器是符合實際要求的。盡管大多數生產企業提供的是低端產品,但是所訂購的80%是價格昂貴的儀器。對此,Evonik Degussa公司的商務負責人Roland Josler先生是這樣解釋的:“由于與用戶企業之間多年來的供需關系以及化工市場特定的購買力,有時使得低端產品和產品之間幾乎沒有價格差。”用戶當然愿意接受有附加功能的產品。在許多專業化工企業的流程設備中,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。”
“基于化工企業的購買力,使得低端產品和產品之間幾乎沒有太大的價格差。”
——Roland Josler先生,Evonik Degussa公司商務負責人
非接觸檢測是未來的發展趨勢
有些檢測儀器的生產企業認為,非接觸式測量是測量設備的發展趨勢。Endress+Hauser公司的充填量傳感器生產經理Carsten Schulz先生解釋說:“之所以有這樣的發展趨勢主要是‘計時測量為基礎的檢測方法’有了長足的發展。”他以Micropilot M FMR 250型雷達檢測儀在松散物料中的檢測應用為例說道:“這一檢測儀的研發成功標志著提高高頻模塊的動態性能,使之能在充填檢測范圍達70m的環境中、在惡劣的檢測環境下,例如在有粉塵、充填噪聲,或者在錐口、漏斗等裝料設備中也有著很高的檢測可靠性。”
非接觸式的雷達檢測儀將會在流程工業企業的檢測技術中越來越多地代替像聲波檢測儀、機電一體化控制的檢測儀、電容式檢測設備以及利用微波原理(TDR檢測儀)進行檢測的儀器設備。這是KROHNE公司生產經理Volker Lenz先生的看法。“雷達充填量檢測技術本身也在技術要求很高的應用場合中發展起來了,例如在粉塵飛揚環境中對固體物料的檢測,在對雷達波反射能力較差的材料檢測中應用。”在油、液體原材料的儲罐和標準油桶的充填量檢測中,微波(TDR)檢測技術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著重要的地位。
西門子公司流程工業檢測技術部負責人Karlheinz Schmidt博士對雷達檢測技術不受限制的使用前景也給予了肯定,但他不認為這能夠替代一切:“尤其是非接觸的雷達檢測技術,幾乎是一種適合于所有充填量檢測的萬能檢測方法。但是它的研發過程也告訴人們,雷達檢測技術在應用中具有很多優點,但不能滿足所有功率標準的要求,也不能滿足所有法律法規的要求。”
“從長期的角度來看,用戶需要的是更加簡單、更加符合環境保護要求的智能化解決方案。”
——Klaus-Peter Lindner先生,PNO現場總線協會主席
例如,Schmidt先生指出了雷達充填量檢測技術不能滿足法律法規規定的室外應用的實例。為了與歐盟現行的無線電標準相吻合,人們希望能夠出臺與1995/5/EC技術規范相適應的、適用于儀器儀表的許可認證系統。新的、統一的雷達充填量檢測儀表的標準EN 32清楚地規定了雷達充填量檢測儀的使用環境,即在封閉的容器內。在貫徹落實這一標準后,就很容易做到流程生產設備不向外反射無線電波。但據Schmidt先生的看法,即使這樣,聲波充填量檢測儀器將仍然會在流程工業企業中使用,因為它的價格更加低廉,性能更強,滿足了大多數室外使用或者在開放式的容器中使用的法律法規規定。
新技術必然帶來一些新的情況需要人們去考慮,是否未來還需要單獨的極限開關或者由現場總線系統承擔開關設備的任務。PNO現場總線組織主席Klaus-Peter Lindner先生堅信:Profisafe安全協議將會在今后的十年內在過程自動化領域中貫徹落實,他說:“還需要更加簡單的解決方案,例如完成容器泄露的解決方案。從長期的角度來看,需要的是更加簡單、更加符合環境保護要求的智能化解決方案。”
此外,更加強大的故障診斷功能以及遠程無線傳輸功能也都是今后發展的趨勢。Emerson公司的Tim Milarch先生也證實了這一點。他所在的企業在這一具有很好發展趨勢的領域中主要采用了受控微波技術。“這一技術能夠在高壓、高溫環境中工作,具有很大的檢測范圍,幾乎是免維護的。”Milarch先生介紹了受控微波檢測技術的優點。他們利用5300系列的微波充填量檢測儀能夠在連續的流程生產過程中對料倉中原材料的存儲量進行檢測,并且能夠很好地避免檢測結果出現錯誤。在無線傳輸技術方面,他們采用的是新的WirelessHart技術標準。“不久前,我們引進了上種基于擺動叉技術的WirelessHart極限開關Resemount 2160系列產品。”
用戶能夠準確地知道他所需要的檢測儀器