随着化工生产对仪器仪表的要求越来越高，精度高、可靠性强、安装简便、使用寿命长以及价格合理的物位计产品受到用户青睐。物位计的应用场合各不相同，因而种类也繁多。在化工生产过程中，各类塔槽罐液位的检测目前主要采用磁浮子液位计、压力和差压变送器，这几种液位计的性价比较高。浮筒式、电容式液位计也有相当的应用量。随着技术发展，磁致伸缩式、超声波式和射频导纳式液位计的用量也在不断增加。因为介质和现场条件的不同，各种液位计拥有自身的优势，所以液位计市场形成一个多元化的局面。

固体物位测量一直是个难题，因为很难找到一个准确可靠的测量方式。过去，重锤式物位计和称重式物位计在固体物位测量中占主要。近年来，射频导纳、超声波、雷达、激光式物位计在测量固体物料得到了广泛的应用，他们各自都有自己的特点，显著提高了固体物位的测量水平。

仪器仪表厂家为了更好地占有物位计市场，不断地进行技术的研发。微电子技术的引入大大促进了新型物位测量技术的发展，这些新的测量技术也必将促使物位测量仪表产品结构发生改变。目前，市场上已经开始出现电池供电及无线雷达式物位产品。本论坛邀请了物位计产品的用户代表和厂商代表，就物位测量技术的最新状况和发展趋势做了讨论。

用户对于物位测量技术到底有什么样的需求？本论坛特邀中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司运行保障中心技术员张楠女士进行了交流。

PROCESS：目前贵公司大概应用了哪些物位测量技术？今年是否有物位测量产品的采购需求？主要采购哪些类型的物位产品？

张楠：在燕山石化，测量液体介质一般采用液位计，测量固体物料的物位采用了称重式料位计。截止目前，今年没有物位计产品的采购需求。对于称重式料位计来说，我们主要经常更换秤的传感器和变送器。

PROCESS：采购物位测量产品时你们主要考虑哪些因素？在功能方面对物位计产品有哪些新要求？

张楠：我们主要考虑以下几个方面的因素，（1）产品是不是技术最先进最耐用的大品牌产品；（2）厂商的售后服务是否良好，产品是否便于维修维护；（3）产品是否符合现场安装要求；（4）计量精度是否达到要求。我们希望物位计厂商提供在控制室进行零点检查调整，和满量程效验的产品；尽量减少现场环境因素对物位计精度的影响；尽量减少零点漂移现象的发生。

PROCESS：在实际应用中，物位测量过程会出现哪些故障？是如何解决的？

张楠：在实际应用中，会遇到很多问题，主要有传感器故障，这个时候只能更换传感器。另外，控制室与现场显示不一致也时有发生，检查现场输出是否正常；零点漂移，进行零点效验；怀疑实际测量与物位计显示偏差较大，进行满量程效验。

PROCESS：是否会考虑使用市场上新推出的物位测量产品？

张楠：如果新推来的产品能够更好地满足我们的使用要求，我们是会考虑使用新产品的。

PROCESS：您认为物位测量技术的研发方向有哪些？

张楠：物位测量产品应该会向结构简化、成本更低、性能更稳定的方向发展。生产商应该进一步投入物位测量技术的研发，提高物位测量产品计量精度，减少故障发生频率。

用户的需求便是未来研发的方向

用户对物位计产品的要求主要有三点：简单、灵活、可靠。简单，即意味着针对当前的应用，基本无需对物位计做多余调整，就能够快速地完成调试，且产品易于安装和维护。灵活，体现在产品的标准化设计，无需特殊备件，可以应用于不同的应用场合。灵活也体现在系统的一体化集成上，物位计需支持Hart、Profibus 、Modbus和FF通信协议，可适应大多数安装环境，同时可以实现仪表的远程监控。可靠，即物位计产品要求经得起时间的考验，无论是腐蚀还是爆炸环境，仪表都能够很好地在这些恶劣条件下工作，材料和电子部件都能够满足长周期运行，且符合全球性认证的要求。

选择物位计时，必须综合考虑到应用场合、安装要求以及精度等。超声波、非接触雷达、导波雷达、静力学法、重力法、电容法等技术都有其独特的优势和适用场合。超声波和雷达测量均采用非接触式测量技术，基于回声/电磁波发射信号与接收信号时间差测距原理，相对于其他技术，基本可以做到免维护。导波雷达采用TDR使用电磁能量脉冲来测量距离和维护；电容法则采用反相频移技术，测量的周围环境来作为基准电极，探头作为测量电极，物位的变化引起频率的变化，因此测量精度较高。在连续测量时，只要适合工况，那么考虑到长期运行安装、维护的经济性等因素，第一选择永远都是非接触式。

在今后的物位计产品研发过程中，需要应用处理能力更强、功耗更低的电子器件，以提高精度、产品的易用性和整体测量的可靠性。目前的核心技术（超声波、雷达，导波雷达）在如信噪比，波束角宽度等方面已经作了改进，但是更实质性的改变将发生在人机接口方面，比方说改进适用性、数据透明性、数据分析和与控制系统的互动性，今后将不再需要具备设备及配套系统方面专业能力的技术人员支持，即可实现数据的方便读取。

产品推荐

西门子可以为用户提供连续物位仪表和点式物位开关，包括超声波、雷达、导波雷达、电容以及应用静力学的、机械的、重力学技术的物位仪表。西门子物位测量产品的优势在于特殊的软件设计使产品能够动态跟踪测量条件的变化，动态TVT曲线、不限个数的虚假回波抑制功能以及固/液测量时不同的回波取样算法等多种声智能和过程智能信号处理技术保证物位读数无虚假。

在过去的几年里，西门子陆续发布了多种物位仪表新产品。第一款工作在78GHz的非接触式雷达物位计LR560，以其超高性价比在固体料位测量领域掀起了一场革命。西门子超声波液位变送器 SITRANS LUT400是一款经过验证精度为1mm的液位计，易用性高，一分钟内即可实现快速设置。SITRANS LUT400还为用户量程定制了各种功能，让用户的工作更简单、可靠，三种型号：SITRANS LUT420/430/440，可以广泛应用在明渠流量测量、市政工程以及常规工业领域。西门子在SITRANS LR250平台的基础上推出了一款全新的全塑封天线的雷达液位计LR250（FEA），接液材质全部为TFM1600 PTFE，且内部采用PEI一体式胶封处理，满足高温、高压、腐蚀等各种恶劣应用要求。
——西门子中国有限公司工业业务领域

未来物位仪表的研发方向：智能化和安全性

用户首先是对过程安全比以往更重视，部分用户开始关心仪表的功能安全等级SIL。其次对反射式时间行程类仪表（雷达、导波雷达、超声波）一直期待其稳定性有大的提高，最好有一些预判功能，避免信号跳跃。

物位仪表的测量原理较多，不同的原理，有不同的应用、不同的安装和不同的调试方法。决定选择哪一种原理的仪表必须要考虑被测介质的温度、压力、介质特性和安装方式。但容易忽视的是仪表的调试方法，和运行当中可能会出现的问题。例如电容式液位计要想获得高精度的测量值，必须在较真实的测量环境下标定，现场能够具备这样的条件吗？如果不能，就不能选电容液位计。再比如浮子类型的液位计或界面计，长时间运行会发生黏附和机械磨损，导致测量精度下降，更严重的会卡浮球。在标定时很难满足标定条件。所以在选用仪表时，要考虑有没有可能停车维护，维护工作量有多大，用户能不能承受大维护量。

另外即使是确定的某一种原理的液位计，还需要根据测量要求从较多的主型号里选择一个合适的型号。切不可以将价格作为唯一选择标准。此外，同一原理的液位计不同的生产厂家，其产品性能差异可能会很大。在汽车、手机中是这样，测量仪表同样也是这样。内在的不同是看不到的，有时也很难体现到性能参数上。

Endress+Hauser现在主推雷达和导波雷达液位计，音叉液位开关。尤其是雷达和导波雷达液位计，我们拥有多项技术专利。特别针对软件算法研发的三项技术专利，在测量稳定性、精度和抗干扰能力上处于领先水平。液体音叉智能化和功能安全等级方面处于领先优势。

在今后，物位仪表主要的研发方向是智能化和安全性两个方向。智能化不仅仅是输出和设定的智能化，更应该是算法和故障诊断的智能化，让仪表能够辨别有工艺过程条件变化带来的干扰，和仪表硬件带来的干扰，提高测量的准确性和稳定性。在安全性方面，现在有IEC61508标准，我们国家也把它转换成GB T20438推荐标准，今后仪表的研发势必要遵照这个安全标准开发新的仪表。

产品介绍

近两年来，Endress+Hauser推向市场的新产品有Levelflex FMP5X系列导波雷达物位计、Levelflex FMP55 油水界面仪、Micropilot FMR5X系列雷达物位计和Liquiphant FailSafe FTL8X系列音叉液位开关（SIL3）。这些产品都是基于安全为目的设计的物位测量仪表，在仪表行业内是首次遵循IEC61508的要求设计生产的仪表。

FMP5X与FMR5X属于一个开发平台，在软硬件方面有很多相同之处，如外壳和显示模块相同，都有HistoROM数据存储单元，和MET多重回波矢量跟踪专利算法。导波雷达物位计还拥有EOP底部回波专利技术和GPC气相误差补偿专利技术。

FMP55复合界面测量仪集成导波雷达和电容检测原理。两钟检测方法相辅相成，可同时完成总液位、上层介质厚度、介电常数，界面检测等测量任务。甚至于乳化层存在的复杂工况，FMP55依然能够保证测量稳定、准确。克服了导波雷达和电容仪表单独使用时的不足。

Liquiphant FailSafe FTL8X系列音叉液位开关，是世界上首个单台仪表达到功能安全等级SIL3的仪表。它完全遵循IEC61508标准设计，经过TUV认证机构严格的测试。原来要用两台SIL2的音叉，通过冗余结构达到SIL3，使用FTL8X只需要一台就可以实现，是系统构成更加简单，更加可靠。产品设计上按照IEC61508的要求，对上限和下限检测功能从硬件上就分开，如接线端子和密度设定电位器都分别独立设置。上限或下限报警输出不同的电流值。改变传统开关输出方式，动态电流输出信号将限位检测与功能自检有机结合。依托内部冗余硬件结构设计，配合完善的软件自检功能真正实现单一产品SIL3。功能验证周期长达12年，单一产品故障检测覆盖率高达95%，与Nivotester信号处理器配合使用故障覆盖率最高可达96%。
——Endress+Hauser中国压力物位产品部经理卿厚晏先生

非接触技术是物位仪表发展的一个重要趋势

随着自动程度的提高和HSE理念的加深，更高的安全性是用户对物位仪表提出的新要求，例如物位计需要具备SIL2或者SIL3等的安全认证；而且原来因为工况严酷不能测量物位的地点，现在也需要增加物位的检测；另外易用性，更方便的安装调试，更详细的工况反映，例如：体积等等也是用户新的要求。

用户在选择物位测量产品时，首先必须考虑使用工况，用户需要达到一个什么效果，使用什么技术最能适合这个条件，其次是现场具备什么样的安装条件。

我们可以看到越来越多的机械式和接触式的测量方式慢慢地退出市场，所以雷达这类非接触技术肯定会是研发的趋势。更高的安全等级也是研发的方向，或者是通过冗余通信方式让信号的传输更安全或者需要更高的安装认证让系统更安全。当然，易用性和更详细的工况反应也是未来用户更需要的。

产品推荐

目前Emerson Rosemount主推的物位测量产品是雷达液位计。相比与其他品牌和同类产品在自控行业Emerson的品牌优势是毋庸置疑的；而且Emerson能给用户提供的不单单是产品，而是一个从前期的销售咨询到最后的现场服务的一个整体的解决方案；另外作为一个看中技术领先和创新的公司，Emerson的产品在技术的先进性和产品的安全性上都做到了同等产品的最高，例如：Emerson无线技术，罐区雷达Raptor 5900s可以达到SIL3的安全等级。

Emerson近期推出了3308无线导波雷达液位计；这是世界上第一台真正的无线雷达液位计，本安电池供电、无线方式传输测量信号，而且完全不需要任何现场电缆敷设工程，因为有着上述的优势，3308无线导波雷达液位计的安装方便，调试简单，可以极大地缩短工程周期，节约了时间、人工和材料采购成本。
——艾默生过程控制有限公司液位测量专员 丁博先生