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當前國內(nèi)外液位計等測量儀表的現(xiàn)狀及未來發(fā)展方向
當前國外物位測量儀表的現(xiàn)狀
在物位測量這一領域的研究及應用,，以美國的DREXELBROOK公司,、Honeywell 公司為代表的外國公司己經(jīng)取得了令人矚目的成就。尤其是DREXELBROOK公司依據(jù)其提出的射頻導納原理,，先后推出了一系列射頻導納物位計,，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)生的測量誤差:這一系列射頻導納物位變送器，在物位測量這一領域取得了巨大的成功,。射頻導納物位計有較高的測量精度,，可以應用在高溫、高壓,、有腐蝕性料位場合,，有著許多其它類型物位測量儀表所*的優(yōu)點。
當前國外的物位測量儀表的普遍特點是:都推出了一系列功能齊全,、測量精度高,、自動化程度高的產(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產(chǎn)品,對于任何一種應用場合都可以選擇相應的產(chǎn)品，幾乎涵蓋了所有介質(zhì)的料位測量,。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，實現(xiàn)了從主控室對現(xiàn)場儀表的組態(tài)和維護,。
1983 年,，美國Honeywell 公司將個稱為Smart 的壓力變送器推入了美國國內(nèi)市場，使智能變送器進入了商品化,，標志著對傳統(tǒng)現(xiàn)場儀表的一次深刻變革,，并為工業(yè)自動化儀表及其系統(tǒng)應用向更高層次的發(fā)展奠定了基礎。隨后美國的Rosemount,、Foxboro 等一些公司在1986 年美國儀表學會(ISA)的會議上爭相推出了一些Smart 新型智能變送器系列,。這類Smart 變送器具有適應各種新型應用的能力,，克服了傳統(tǒng)模擬變送器準確度不高、漂移量過大,、量程有限,、維護費用大等種種不足。由于這類變送器內(nèi)部采用微處理器,，采用了數(shù)字集成化檢測方式,，不僅能輸出4～20mA 的模擬信號，而且還能輸出數(shù)字信號,，實現(xiàn)了現(xiàn)場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技術與控制技術之間的差距。采用這種數(shù)字集成化檢測與控制方式,，就能消除許多由模擬電路產(chǎn)生的誤差,，因而能達到更高的性能指標。智能變送器和傳統(tǒng)變送器的功能與技術指標對比如表1.1 所示,。
目前,，國外物位液位計、智能變送器的發(fā)展趨勢如下：
(1)數(shù)字化,、智能化
由于微電子技術的進步,，儀器儀表產(chǎn)品進一步與微處理器、PC 技術融合,，變送器的數(shù)字化,、智能化水平不斷得到提高。
(2)網(wǎng)絡化
當前上現(xiàn)場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 等總線都從應用于某一領域不斷向其他領域擴展,。多種智能化變送器已陸續(xù)推向市場,，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,。集成測試系統(tǒng)也走向了網(wǎng)絡化。
(3)微功耗及無線化
變送器一般都是非電量向電量的轉化,，工作時離不開電源,，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)也都采用有線技術將測量點連接至控制室，在野外現(xiàn)場或遠離電網(wǎng)的地方,，由于受到接線距離或工程復雜性的限制,，這項工作需要大量的人力物力,，甚至不切實際。無線技術*摒棄傳統(tǒng)有線技術的障礙,，可以使用戶毫不費力地訪問以前由于技術或經(jīng)濟原因而無法獲得的數(shù)據(jù),。無線變送器利用電池供電或用太陽能等供電，開發(fā)微功耗的傳感器及無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,。
當前國內(nèi)物位液位計測量儀表的現(xiàn)狀
由于我們國家的工業(yè)基礎比較薄弱，經(jīng)濟也很落后,，很多行業(yè)都落后于水平,，儀表行業(yè)也不例外，特別是物位測量領域,，在相當長的時間內(nèi)測量方式原始,，測量精度低，與國外的*產(chǎn)品相比更是差之千里,。
但自改革開放以來,，我國的經(jīng)濟取得了迅猛的發(fā)展，為適應各行各業(yè)的不斷進步,、發(fā)展,， 要求測量技術也要不斷更新， 促進了我國儀表行業(yè)的迅速發(fā)展,，一批國內(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外引進的儀表涌入市場,，使國內(nèi)儀表市場出現(xiàn)了百家爭鳴的場面,，競爭的引入促進了國內(nèi)儀表企業(yè)的技術進步，并在一定程度上可以參與競爭,， 但在技術含量相對較高的物位測量領域,， 國內(nèi)的儀表企業(yè)還相對比較弱小，使國內(nèi)一些用戶更多的依賴國外廠家的供應商,。因此,，還有很長的路要走，在今后很長的時間內(nèi)處于追趕水平的階段,。
物位液位計測量儀表的未來發(fā)展方向
隨著科學技術的不斷進步,，對測量技術提出了更多和更高的要求。另一方面,，微電子技術、計算機技術,、軟件技術,、現(xiàn)場總線技術的發(fā)展也為測量技術的進步提供了可靠的保證,。從國外著名物位儀表生產(chǎn)廠家的動態(tài)來看，主要有以下幾個熱點:
1. 以市場需求為產(chǎn)品開發(fā)準則,。改變了過去一味追求“高,、精、尖”的原則為以用戶需求為原則的“恰到好處”,。
2. 測量方式上趨于“非接觸測量”,。非接觸式物位測量儀表目前尚不是主流，但發(fā)展很快,，吸引力,，如超聲式、激光式和微波式物位測量儀表的發(fā)展極為迅速,。
3. 智能化,、集成化。微電子技術,、計算機技術,、軟件技術、現(xiàn)場總線技術的發(fā)展,，特別是單片機的出現(xiàn)及其性能的日臻完善,，在今后物位測量儀表的開發(fā)中將會大量采用單片機技術，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，無須增加硬件電路,，只需編制相應程序便可以實現(xiàn),，將大大提高儀器儀表的可靠性、經(jīng)濟性和準確性,。
另外,，許多*功能的單片機、DSP的不斷涌現(xiàn),，將許多原來由外部芯片完成的功能如:A/D, D/A等功能全部集成進CPU,，使電路板的尺寸大大減小。近年來,，隨著新材料,、微電子工藝技術、精密微細加工技術的發(fā)展，促進了檢測傳感器的變革,，使之向小型化,、集成化、智能化方向發(fā)展,，可以將整個測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. 采用新的檢測原理開發(fā)出新型物位檢測儀表,。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、磁致伸縮液位計等就是基于新的檢測理論開發(fā)出來的新產(chǎn)品,。