多样的物位检测技术

作者:Markus Veit, Andreas 文章来源:西门子公司工业业务领域传感与通讯部 发布时间:2011-07-27

在工业领域,尤其是在物位检测领域,谁拥有更多的检测技术,谁就能开发更多的产品,从而占有更多的市场。

在工业领域,没有一种工艺技术是无所不能的。在物位检测领域中,能够利用不同的物理方法进行检测是最受欢迎的检测技术。西门子公司的物位检测仪能够用七种不同的检测方法测量极限位置,连续地对物位进行检测,这七种技术分别是振动技术、旋翼技术、电容技术、液体静力学技术、超声技术、雷达技术以及重力技术。在世界各地的流程工业企业中,从污水的液位高低测量到混凝土在料仓中的高度测量,都需要使用物位检测仪。物位检测仪的多样性能够保证每一位用户都能找到最合适的检测仪器,获得最合适的检测方法和最经济的检测解决方案。

为用户提供技术咨询,并以几十年来积累的应用经验指导实际的应用。物位检测系统的确定非常重要,另外,系统的安装位置和安装条件也非常重要。根据用户要求提供解决方案,充分地利用了产品品种多样性的优点,为用户提供最佳的解决方案。这样可以为用户节约成本,例如用户无需购买一套价格昂贵的连续式检测系统就可以知道罐内是空的还是满的。另外,选择了最佳的检测仪器之后还可以避免计划外的设备停机、提高流程设备的可用性。在出现意外情况的时候,可以拨打24h的热线电话咨询。除此以外,还有地区性的专家现场服务,提供专家级的特殊应用技术服务。

现代化技术开辟了新的应用领域

现代化的非接触式接触原理,例如超声和雷达,已经打开了很多新应用领域的大门。它们能够解决许多在过去看来无法完成的物位检测任务。但是,这两种现代化的物位检测技术在某些应用领域中也受到了限制。

超声技术是低成本、高性能的物位检测技术,在无线通信允许的标准中最适合于在远程或者开放式的容器中使用。这一技术可以在各种普通的工作条件下(温度最高达100℃、压力最大3×105Pa,检测高度可达20m),以空气为检测媒介的环境中使用,例如在散装物料物位高度和液位高度检测中使用。填充物的特性,例如介电常数、密度或者湿度都不会影响检测。超声物位检测仍然是水处理/污水处理市场、砾石和碎石厂中物料检测的首选方法。西门子超声物位检测技术的成功,一方面源于其现场应用中抗干扰的能力,另一方面源于这一技术的不断优化和完善。

在今后的几年内,输送物料和液体介质物位的检测设备的需求量将会继续增长。因为料仓和料罐中自动化物位检测技术的需要在不断地增加。西门子公司利用Sitrans RD500型远程数据管理器和超声物位检测系统LU为用户提供了可以对不同被测物体进行远程监控的解决方案;例如在料仓中对塑料粒料和面粉类产品的检测。自动化的物位检测不仅提高了检测数据的可靠性,而且节省了时间和资金。


Sitrans RD500型远程数据管理器除了能够自动地对料仓、料罐的物位进行检测之外,还能够可靠的进行远程监控

原材料生产企业对超声物位检测技术非常满意。在很多不同的原材料生产企业中所使用的Sitrans L 20年如一日毫无问题地正常运行,即使在十分恶劣的检测环境中也是如此。Sitrans L把数据评判单元和传感器分开,使得这种仪器能够在有粉尘、有振动等十分困难的工作条件下比其他检测方法得到更好的检测结果。

这一仪器具有很好的向后兼容性。即使是在20年后,也可以用它来代替损坏了的检测数据转换器,而传感器还可以连上导线继续使用。它从安装到敷设线路能够节约几百欧元的资金。从TCO(总成本费用)的角度来看,价格低廉的仪器设备不一定总是最经济的。

雷达技术存在的缺陷

在过去的几年里,非接触式和接触式的雷达物位检测技术有了很大的发展。西门子预计:他们的脉冲检测技术和调频连续波(FMCW)检测技术的市场需求增值率会继续保持在两位数的水平。性能强大的雷达检测技术市场需求在不断地增加,而它的价格在降低。与此同时,其松散物料的检测距离也达到了100m。甚至在对液体介质的检测中,这一技术的应用也有明显的增长。

非接触式的雷达技术在非常恶劣的工作环境中使用时才能真正体现其强大的实力。例如有着坚固铸造外壳两线连接的Sitrans LR260雷达液位计可以在高温、高粉尘和振动的场合中正常无误的工作。

非接触式的雷达传感器可以在温度高达1200℃生铁冶炼过程中使用。与接触式检测方法不同,它既不需要清洁也不需要保养。由于非接触式的检测技术与生产流程中的被测物质有较远的距离,因此检测仪器的使用寿命得到进一步的提高。

但是,雷达技术不是能够满足各种物位检测的万能技术。在某些物位检测应用环境中,雷达技术也有自己的弱点。例如雷达技术在24GHz的频带范围内开放式领域的应用至今没有得到许可,只允许在封闭的容器中使用。在这方面,法律法规规定的非常明确。

重力检测技术

供应商所提供的依靠重力原理进行物位检测的技术不是一种传统的物位检测技术。这一物位检测技术与其他技术的最大区别在于其采集的是被测物体的“材料量”。这样,用户就可以在测定物位的同时获得精确的质量数据。利用称重传感器和Siwarex系列的电子仪器,可以实现0.05%的检测精度。

这种物位检测无需油罐或者容器。检测过程与被检测的材料种类无关,与材料的特性和容器的几何尺寸形状无关。被测介质不管是液体或者固体、气体,导电的还是绝缘的,有泡沫的还是有粉尘的、蒸发的,颗粒大的还是颗粒小的,都不会对物位的检测造成影响。圆锥形漏斗装置,包括粘结和结块粉碎机构以及搅拌机,有时也结合使用其他方法,例如结合雷达技术等通常可能会遇到问题的物位检测方法都不会影响重力物位检测技术的检测结果。

凡是在要求坚固的物位检测中,很多用户都愿意采用重力物位检测技术,例如在温度要求严格的钢铁工业领域中的应用,它的使用寿命可达25年或者更长。

称重电子单元再次成为Simatic产品系列中的一个模块。这样,用户就可以从自动化技术领域提供的从传感器到控制系统直至主控系统的“全集成自动化”解决方案中获益。

简便的液体静力学检测方法

液体静力学物位检测技术是一种应用非常广泛的物位检测技术,但受到了现代化技术的冲击。虽然这一技术的检测结果并不总是正确的,但是这种检测原理几十年来一直在兢兢业业地完成自己所能承担的任务。一家全球化的大型化工企业至今仍然有50%以上的物位检测仪器利用的是这种压差检测方法。

它价格低廉,使用简单,没有复杂的响应曲线,安装位置不受影响,它适合于各种形状的存储罐。

利用检测数据转换器的相对压力和压差检测方法的使用条件不受限制,例如在开放式的或者在封闭式容器中都可以使用这些检测方法,在各个不同的应用领域中都有合适的仪器设备供用户使用。在流程设备中使用不同材料的接口,例如在使用了钛合金、不锈钢或者黄金材料的接口时,液体静力学检测方法有着非常广泛的应用领域。

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