? ? 物位測量設備用來(lái)確定儲罐、容器、筒倉或其它任何適宜容器中的流體和/或顆粒狀固體的高度。近來(lái)，VDC市場(chǎng)調研公司發(fā)現，2004年全球過(guò)程工業(yè)物位測量設備的市場(chǎng)總值為13.2億美元，其中儲罐計量系統大約占3.27億美元。大批檢測技術(shù)被用于測量物位—一個(gè)被廣泛測量的過(guò)程變量。??

????物位測量傳感器分為兩類(lèi)：點(diǎn)位開(kāi)關(guān)與連續物位計。一些技術(shù)在這兩類(lèi)傳感器上都有使用。點(diǎn)位是指物料到達、高于或低于容器中某個(gè)特定點(diǎn)，此類(lèi)設備用來(lái)指示容器是滿(mǎn)、空還是處于中間某個(gè)位置。連續物位計則能提供物料位于容器內任何位置上的信息。??

????相對于過(guò)程控制，儲罐計量(ITG)是指對庫存存儲和保管交接等應用進(jìn)行的物位測量。很多ITG系統都比過(guò)程物位測量?jì)x表具有更大的測量范圍和更高的測量精度。??

????不同技術(shù)的出貨情形??

????這里，出貨的過(guò)程設備包括連續與點(diǎn)位測量設備，但不包括只能提供點(diǎn)測量的振動(dòng)式產(chǎn)品。??

????靜壓式液位計是迄今為止全球出貨金額最大的過(guò)程物位測量設備，其中絕大部分都是連續測量設備。這種設備中最簡(jiǎn)單的是靜壓式探頭設備，它通過(guò)測量?jì)薜撞康膲毫?lái)確定敞口儲罐中的液位，這是因為密度已知液體任何點(diǎn)上的壓強，都由該點(diǎn)之上的液體高度確定。??

????而另一方面，差壓式設備是最普遍的連續液位測量設備。在應用當中，差壓式傳感器的高壓部分與儲罐底部相連，低壓部分則與密閉儲罐頂部空出的部位相連。如果液體密度恒定，則測得的壓強差就指示了實(shí)際的液位。如果液體密度不恒定，則液體成分或工作溫度的改變會(huì )使某些重力發(fā)生變化，從而產(chǎn)生錯誤的讀數，這就需要對其進(jìn)行修正。??

????對接下來(lái)的5年，VDC公司預計靜壓式設備的全球市場(chǎng)份額將會(huì )下降，但下降不會(huì )太多。壓力式傳感預計仍將是過(guò)程物位測量領(lǐng)域的主導技術(shù)。這種技術(shù)已經(jīng)使用了很長(cháng)時(shí)間，甚至一些主要的供應商也擔心其被取代，但其實(shí)并沒(méi)有這么快。??

????靜壓式液位測量技術(shù)持久占據主導地位，根據具體應用的不同，這可被歸結于很多因素。靜壓式液位測量一些具有吸引力的特點(diǎn)包括：??

????1)較低的產(chǎn)品和/或維護成本；??

????2)易于安裝；??

????3)堅固耐用；??

????4)高可靠性(經(jīng)過(guò)長(cháng)期驗證的)；??

????5)較寬的介質(zhì)兼容性；以及??

????6)用戶(hù)熟悉度??

????其中，成本可能是最主要因素。例如，2004年，只有占全球連續物位測量市場(chǎng)1%份額的聲波/超聲波產(chǎn)品擁有較低的平均售價(jià)，而其他產(chǎn)品的成本則相對較高。??

????非接觸式微波/雷達產(chǎn)品占據了全球ITG市場(chǎng)的最大份額，2004年此類(lèi)設備在海運和非海運應用中的出貨金額占全球ITG設備總出貨金額的60%多，而靜壓式儲罐計的出貨金額則低于6%。??

????自從1976年由Saab海洋電子公司推出并應用在油輪上以來(lái)，非接觸式微波/雷達產(chǎn)品已經(jīng)廣泛用于各類(lèi)ITG應用。例如，在1991年，這些產(chǎn)品約占全美ITG市場(chǎng)的10%，到1997年達到大約14%，2002年則為22%。??

????該技術(shù)在美國及整個(gè)北美的市場(chǎng)份額要遠低于其全球市場(chǎng)份額。這主要是因為，在海運業(yè)出貨的ITG系統主要是應用在新建的船舶上，而目前的船舶建造則主要集中在世界的其他地區，尤其是亞洲和環(huán)太平洋國家和地區。2004年，ITG系統在北美海運應用上的出貨量不到全球市場(chǎng)份額的2%。而亞太地區的出貨量則幾乎占了全球總出貨量的73%，其余則主要是在歐洲市場(chǎng)。??

????非接觸式微波/雷達物位測量設備安裝于儲罐頂部，它向下發(fā)送微波信號至儲罐中物料的表面，然后接收器接收反射回來(lái)的信號。根據發(fā)射和接收信號的差別，系統就能計算出儲罐中的物位。??

????這里有如下兩種調制方法：??

????1)脈沖系統是測量由發(fā)射脈沖到接收到回波的時(shí)間。通過(guò)發(fā)射與接收脈沖之間的延時(shí)即可直接計算出物位；??

????2)調頻連續波(FMCW)發(fā)射方案，是將頻率已改變的回波信號與發(fā)射的微波信號混合，由于其頻率不同(因為調頻)，因此混合信號的頻率與到物料表面的距離成正比。??

????所采用的微波頻率對雷達物位計的性能有很大影響。高頻短波長(cháng)的信號，對蒸汽、泡沫和污染物極為敏感。在24GHz的頻率上，即使是少量的水蒸氣也能吸收微波信號。低頻長(cháng)波長(cháng)和寬波束角的信號，則會(huì )從儲罐壁和攪拌器上返回許多干擾回波?，F已知最佳頻率為10GHz左右。??
非接觸式微波/雷達設備完全或相對不易遇到其它許多技術(shù)可能面臨的測量問(wèn)題，如：??

????3)與物料密度相關(guān)；??

????4)與物料介電常數有關(guān)；??

????5)易受灰塵影響；??

????6)維護強度高；??

????7)在真空下不能工作；??

????8)易受壓力影響；??

????9)易受介質(zhì)與傳感器之間的環(huán)境(如泡沫和變化密度的蒸汽等)影響；??

????10)易受量程的影響；以及??

????11)易受溫度的影響等。??

????該技術(shù)的非接觸特性尤其適合用來(lái)測量粗糙或遭腐蝕的物質(zhì)。迄今為止，大多數ITG系統都是用于石油天然氣行業(yè)?；完懟膽?，包括精煉。在2004年的全球ITG系統市場(chǎng)當中，上述應用所占份額超過(guò)87%，其中絕大多數出貨的產(chǎn)品都是采用非接觸式微波/雷達技術(shù)的。??

????非接觸式微波/雷達技術(shù)設備價(jià)格較高，這是阻止它獲得更廣泛應用的一個(gè)障礙。對于過(guò)程物位測量應用，情況更是如此，其中2004年該技術(shù)大約只占全球出貨量的6%。然而，其價(jià)格正在下降，以滿(mǎn)足過(guò)程和ITG系統的應用；預計在接下來(lái)的5年里，采用該技術(shù)的產(chǎn)品平均售價(jià)將會(huì )有很大降低。??

????影響因素包括采用低成本器件、提供簡(jiǎn)化功能產(chǎn)品，和提高低價(jià)位產(chǎn)品的產(chǎn)量。提高產(chǎn)量將導致更大的規模經(jīng)濟效益。此外，更多廠(chǎng)家正在進(jìn)入這一市場(chǎng)，從而進(jìn)一步加大了價(jià)格競爭壓力。??

????高增長(cháng)的市場(chǎng)??

????非接觸式微波/雷達產(chǎn)品預計將是過(guò)程物位測量和ITG應用中增長(cháng)最快的產(chǎn)品。而ITG市場(chǎng)中的接觸/制導式微波/雷達產(chǎn)品和聲波/超聲波系統甚至預計將有更高的增長(cháng)。不過(guò)聲波/超聲波技術(shù)現在只占全球ITG市場(chǎng)很小的份額(小于1%)。??

????2004年，接觸/制導式微波/雷達產(chǎn)品大約占全球物位測量設備市場(chǎng)的4%，以及全球ITG市場(chǎng)的大約3%。這是最近才推出的一項新的物位測量技術(shù)。VDC第一個(gè)意識到Bindicator和Krohne公司的這類(lèi)產(chǎn)品1997年在過(guò)程物位測量上的應用，以及BartonInstrumentSystem公司的產(chǎn)品2002年在ITG上的應用。??

????接觸/制導式微波/雷達物位測量設備可以測量液體、糊料、漿料、粉末以及其他特殊顆粒材料的物位。2004年，此項技術(shù)在過(guò)程固體和液體物位測量應用上的出貨量上分別占據全球份額的8.8%和3.1%。??

????該類(lèi)產(chǎn)品(有些被稱(chēng)為射頻或時(shí)域反射計)安裝在儲罐頂部，沿插入罐內物料中的傳輸線(xiàn)或波導發(fā)射無(wú)線(xiàn)電或低頻微波信號。與非接觸式微波/雷達物位測量設備一樣，接觸式微波/雷達設備也有脈沖和頻率調制兩種類(lèi)型。??

????和非接觸式產(chǎn)品相比，接觸式微波/雷達物位計在較低的無(wú)線(xiàn)電和微波頻率上工作，且成本更低，卻擁有許多同樣的優(yōu)點(diǎn)。此外，它們通常還擁有更大的安裝靈活性與更少的安裝成本，且其使用還不受美國聯(lián)邦通信委員會(huì )或其他國家的類(lèi)似政府監管機構的許可限制。??

????這種全電子設備可在超短或超長(cháng)距離內進(jìn)行測量，且不易受灰塵、空氣運動(dòng)、溫度或壓力波動(dòng)的影響。??

????另一方面，壓在傳輸線(xiàn)或波導上的重物也會(huì )引起虛假讀數。此外，此類(lèi)產(chǎn)品還難以測量介電常數極低的塑料材料(如EPS珠)的物位。但是，它對塑料球和塑料片的測量效果卻很好