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當(dāng)前國(guó)內(nèi)外液位計(jì)等測(cè)量?jī)x表的現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展方向
當(dāng)前國(guó)外物位測(cè)量?jī)x表的現(xiàn)狀
在物位測(cè)量這一領(lǐng)域的研究及應(yīng)用,以美國(guó)的DREXELBROOK公司、Honeywell 公司為代表的外國(guó)公司己經(jīng)取得了令人矚目的成就。尤其是DREXELBROOK公司依據(jù)其提出的射頻導(dǎo)納原理,先后推出了一系列射頻導(dǎo)納物位計(jì),浮球液位變送器,投入式液位變送器,單雙法蘭液位變送器, 它可以克服由于掛料影響產(chǎn)生的測(cè)量誤差:這一系列射頻導(dǎo)納物位變送器,在物位測(cè)量這一領(lǐng)域取得了巨大的成功。射頻導(dǎo)納物位計(jì)有較高的測(cè)量精度,可以應(yīng)用在高溫、高壓、有腐蝕性料位場(chǎng)合,有著許多其它類(lèi)型物位測(cè)量?jī)x表所*的優(yōu)點(diǎn)。
當(dāng)前國(guó)外的物位測(cè)量?jī)x表的普遍特點(diǎn)是:都推出了一系列功能齊全、測(cè)量精度高、自動(dòng)化程度高的產(chǎn)品,諸如浮球液位變送器,投入式液位變送器,單雙法蘭液位變送器等液位計(jì)產(chǎn)品,對(duì)于任何一種應(yīng)用場(chǎng)合都可以選擇相應(yīng)的產(chǎn)品,幾乎涵蓋了所有介質(zhì)的料位測(cè)量。在功能上, 除了常規(guī)具有的4-20mA電流輸出外,還采用了HART協(xié)議、Honeywell協(xié)議等智能通訊協(xié)議,實(shí)現(xiàn)了從主控室對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表的組態(tài)和維護(hù)。
1983 年,美國(guó)Honeywell 公司將個(gè)稱為Smart 的壓力變送器推入了美國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng),使智能變送器進(jìn)入了商品化,標(biāo)志著對(duì)傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)儀表的一次深刻變革,并為工業(yè)自動(dòng)化儀表及其系統(tǒng)應(yīng)用向更高層次的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。隨后美國(guó)的Rosemount、Foxboro 等一些公司在1986 年美國(guó)儀表學(xué)會(huì)(ISA)的會(huì)議上爭(zhēng)相推出了一些Smart 新型智能變送器系列。這類(lèi)Smart 變送器具有適應(yīng)各種新型應(yīng)用的能力,克服了傳統(tǒng)模擬變送器準(zhǔn)確度不高、漂移量過(guò)大、量程有限、維護(hù)費(fèi)用大等種種不足。由于這類(lèi)變送器內(nèi)部采用微處理器,采用了數(shù)字集成化檢測(cè)方式,不僅能輸出4~20mA 的模擬信號(hào),而且還能輸出數(shù)字信號(hào),實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)儀表和控制室之間的雙向數(shù)字通信。這一典型的數(shù)字通信功能縮小了檢測(cè)技術(shù)與控制技術(shù)之間的差距。采用這種數(shù)字集成化檢測(cè)與控制方式,就能消除許多由模擬電路產(chǎn)生的誤差,因而能達(dá)到更高的性能指標(biāo)。智能變送器和傳統(tǒng)變送器的功能與技術(shù)指標(biāo)對(duì)比如表1.1 所示。
目前,國(guó)外物位液位計(jì)、智能變送器的發(fā)展趨勢(shì)如下:
(1)數(shù)字化、智能化
由于微電子技術(shù)的進(jìn)步,儀器儀表產(chǎn)品進(jìn)一步與微處理器、PC 技術(shù)融合,變送器的數(shù)字化、智能化水平不斷得到提高。
(2)網(wǎng)絡(luò)化
當(dāng)前上現(xiàn)場(chǎng)總線與智能儀表的發(fā)展呈現(xiàn)多種總線及其儀表共存發(fā)展的局面。HART、FF、Profibus、Lonworks、WorldFIP、CAN 等總線都從應(yīng)用于某一領(lǐng)域不斷向其他領(lǐng)域擴(kuò)展。多種智能化變送器已陸續(xù)推向市場(chǎng),浮球液位變送器,投入式液位變送器,單雙法蘭液位變送器等儀器儀表正經(jīng)歷深刻的智能化變革。集成測(cè)試系統(tǒng)也走向了網(wǎng)絡(luò)化。
(3)微功耗及無(wú)線化
變送器一般都是非電量向電量的轉(zhuǎn)化,工作時(shí)離不開(kāi)電源,傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)也都采用有線技術(shù)將測(cè)量點(diǎn)連接至控制室,在野外現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)離電網(wǎng)的地方,由于受到接線距離或工程復(fù)雜性的限制,這項(xiàng)工作需要大量的人力物力,甚至不切實(shí)際。無(wú)線技術(shù)*摒棄傳統(tǒng)有線技術(shù)的障礙,可以使用戶毫不費(fèi)力地訪問(wèn)以前由于技術(shù)或經(jīng)濟(jì)原因而無(wú)法獲得的數(shù)據(jù)。無(wú)線變送器利用電池供電或用太陽(yáng)能等供電,開(kāi)發(fā)微功耗的傳感器及無(wú)源傳感器是必然的發(fā)展方向,這樣既可以節(jié)省能源又可以提高系統(tǒng)壽命。
當(dāng)前國(guó)內(nèi)物位液位計(jì)測(cè)量?jī)x表的現(xiàn)狀
由于我們國(guó)家的工業(yè)基礎(chǔ)比較薄弱,經(jīng)濟(jì)也很落后,很多行業(yè)都落后于水平,儀表行業(yè)也不例外,特別是物位測(cè)量領(lǐng)域,在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)測(cè)量方式原始,測(cè)量精度低,與國(guó)外的*產(chǎn)品相比更是差之千里。
但自改革開(kāi)放以來(lái),我國(guó)的經(jīng)濟(jì)取得了迅猛的發(fā)展,為適應(yīng)各行各業(yè)的不斷進(jìn)步、發(fā)展, 要求測(cè)量技術(shù)也要不斷更新, 促進(jìn)了我國(guó)儀表行業(yè)的迅速發(fā)展,一批國(guó)內(nèi)的老牌儀表企業(yè)迅速發(fā)展壯大,也有一批新興的儀表企業(yè)如雨后春筍般誕生。大量的自主研制的儀表及與從國(guó)外引進(jìn)的儀表涌入市場(chǎng),使國(guó)內(nèi)儀表市場(chǎng)出現(xiàn)了百家爭(zhēng)鳴的場(chǎng)面,競(jìng)爭(zhēng)的引入促進(jìn)了國(guó)內(nèi)儀表企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步,并在一定程度上可以參與競(jìng)爭(zhēng), 但在技術(shù)含量相對(duì)較高的物位測(cè)量領(lǐng)域, 國(guó)內(nèi)的儀表企業(yè)還相對(duì)比較弱小,使國(guó)內(nèi)一些用戶更多的依賴國(guó)外廠家的供應(yīng)商。因此,還有很長(zhǎng)的路要走,在今后很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)處于追趕水平的階段。
物位液位計(jì)測(cè)量?jī)x表的未來(lái)發(fā)展方向
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,對(duì)測(cè)量技術(shù)提出了更多和更高的要求。另一方面,微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展也為測(cè)量技術(shù)的進(jìn)步提供了可靠的保證。從國(guó)外著名物位儀表生產(chǎn)廠家的動(dòng)態(tài)來(lái)看,主要有以下幾個(gè)熱點(diǎn):
1. 以市場(chǎng)需求為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)準(zhǔn)則。改變了過(guò)去一味追求“高、精、尖”的原則為以用戶需求為原則的“恰到好處”。
2. 測(cè)量方式上趨于“非接觸測(cè)量”。非接觸式物位測(cè)量?jī)x表目前尚不是主流,但發(fā)展很快,吸引力,如超聲式、激光式和微波式物位測(cè)量?jī)x表的發(fā)展極為迅速。
3. 智能化、集成化。微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展,特別是單片機(jī)的出現(xiàn)及其性能的日臻完善,在今后物位測(cè)量?jī)x表的開(kāi)發(fā)中將會(huì)大量采用單片機(jī)技術(shù),使儀表具有智能性,具有一定的可控能力和數(shù)據(jù)處理能力,如: 自診斷、自校正、自選量程、數(shù)字濾波等,無(wú)須增加硬件電路,只需編制相應(yīng)程序便可以實(shí)現(xiàn),將大大提高儀器儀表的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和準(zhǔn)確性。
另外,許多*功能的單片機(jī)、DSP的不斷涌現(xiàn),將許多原來(lái)由外部芯片完成的功能如:A/D, D/A等功能全部集成進(jìn)CPU,使電路板的尺寸大大減小。近年來(lái),隨著新材料、微電子工藝技術(shù)、精密微細(xì)加工技術(shù)的發(fā)展,促進(jìn)了檢測(cè)傳感器的變革,使之向小型化、集成化、智能化方向發(fā)展,可以將整個(gè)測(cè)量電路作成一塊電路,既有利于生產(chǎn),又可提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性。
4. 采用新的檢測(cè)原理開(kāi)發(fā)出新型物位檢測(cè)儀表。如: 浮球液位變送器,投入式液位變送器,單雙法蘭液位變送器,光纖液位計(jì)、磁致伸縮液位計(jì)等就是基于新的檢測(cè)理論開(kāi)發(fā)出來(lái)的新產(chǎn)品。