检查级别:不迷人，有时危险，但必要

在任何给定的工艺装置中可能“弹出”的液位传感装置的数量取决于许多因素。液位传感设备用于促进批量处理，增强过程控制，跟踪库存，提供过填充保护，并防止损坏旋转机械，如泵和电机。对它们的需求是显而易见的。

Ametek Drexelbrook (Horsham, Pa.)的产品经理Bill Sholette表示:“在给定的工艺设施中，液位测量的百分比取决于该设施所生产的产品。然而，如果要给出一个确切的答案，15%到20%可能是一个不错的答案。2002年美国市场的总销售量约为99.9万套，市价约为4.3亿美元。这适用于所有级别，包括电子和机械，点和连续。”

不仅仅是过程变量

液位测量不能说明任何过程变量的化学或物理状态。虽然像重量或体积这样的东西可以通过测量来推断，但要想提高这些测量的准确性，就需要了解容器的尺寸、材料的压力或温度。即使液位值有助于微调过程控制和批处理操作，它仍然是一个“占位符”，让控制系统知道何时介质应该在哪里。

尽管许多级别的技术都可以应用于工艺优化或批处理操作，但有几种技术表现出这些操作所需的准确性和可重复性。设计包括超声波、雷达和基于漂浮的系统。如果应用得当，所有这些系统都是可行的。然而，对于浮子系统，维护和清洁是准确性和正确操作的关键。根据工艺介质的不同，这可能非常困难。

在具有腐蚀性液体的小型容器中保持精度尤其费力。德国Solvay GmbH工厂使用Endress+Hauser (E+H, Greenwood, Ind.) Micropilot M设备来测量缓冲容器中的液位。这个装有氟化氢的容器只有6英寸。迪亚。和8。高。索尔维之所以选择Micropilot M设备，是因为其有两种频率(6 GHz或26 GHz)可供选择，因为更高精度的26 GHz选项可以使用非常小的1.5英寸。喇叭天线。由于Micropilot M的雷达技术不需要遮挡距离，因此可以连续测量到小坦克的顶部。

基于雷达的设备的高精度和可重复性也使其成为高质量、高成本产品生产监控的理想选择。昂贵的试剂材料和其他原料、药品和精细化学品经常受到基于雷达的设备的审查。类似于Ohmart/Vega的设备(辛辛那提，O.)Puls 42具有适合这项任务的精度和可重复性。

安全、可靠、适应性强

雷达液位传感设备的制造商已经提高了安全性，因此，这些设备的多功能性。运行许多目前商用设备所需的功率已经大大降低。事实上，功率要求是如此之低，许多雷达设备现在可以环路供电。使用低功率意味着这些类型的设备可以在没有FCC限制的情况下使用，并且被批准用于非金属和开盖容器。它们不会对人员造成健康或事故威胁，也不会干扰其他植入信号。

由于它们是非接触式的，基于雷达和超声波的设备可以用于测量粘性或腐蚀性介质。与“罐底式”压力传感器不同，这种传感器容易产生产品累积并导致不准确，这些压力表保持清洁，通常需要更少的日常维护。由于渗透到容器介质平面以上，因此不会由于设备或密封失效而造成产品泄漏的威胁。

STI自动化产品组(Logan, Ut.)的产品经理Shawn Rigby表示，“采用特殊材料传感器的顶级罐级传感器，如不锈钢US06，已经适应了恶劣的环境。为一家蜡烛制造商更换底部安装的传感器，消除的不仅仅是维护问题。超声波US06提供了所需的精度，同时处理60多种颜色和不同的热蜡透明度。它还可以承受300华氏度的清洗温度，以清洁容器并去除硬化的蜡垢。”

储罐的配置并不总是传统的。在某些情况下，电子设备和天线不能安装在一起。Krohne公司提供其环路供电的BM702频繁调制连续波雷达电平装置，采用模块化单元。对于不寻常的，危险的，或恶劣的环境，微波扩展可用于连接电子与喇叭天线。这些扩展适用于横向或角度安装，以及为高温应用中的电子设备提供隔离。对于极端应用，BM702可以配备天线冷却或天线冲洗系统。

把它放在最上面

虽然基于雷达和超声波的液位连续测量设备只需要一次顶部安装穿透，但它们并不是提供这种理想属性的唯一技术。射频导纳、电容和各种类型的机械设备也可以用这种方式安装。即使液位装置(电子元件加换能器)在某些应用中可能很重，笨重或难以安装和布线，安装在液体管线上方仍然是可取的。

但是，如果特定的工艺介质处于压力下或向顶空释放蒸汽，则需要采取其他预防措施。密封顶部安装的设备，防止蒸汽和渗透性液体的泄漏和逸出，需要特殊的设备。Ametek Drexelbrook开发了Seal-Tyte，这是一种与RF发射器一起使用的密封方法，它结合了一个法兰安装的传感元件，该元件具有与探头绝缘密封的特殊表面。饰面作为法兰垫片，完全密封容器。面对杆绝缘的密封密封防止材料泄漏。二级密封集成到传感器安装中，在传感器损坏的情况下提供额外的安全性。主密封测试压力为3000 psi。

沿着那条又热又满是灰尘的小路

在许多加工工业中，粉尘对健康和安全构成危害。研磨、混合或加工产生粉尘的材料(如谷物或矿物集料)的公司，通常通过尽可能封闭产生粉尘的操作来处理这个问题。使用防爆或本质安全的控制/控制元件成为一种要求，使用复杂和精密的粉尘收集和处置系统成为一种艺术形式。

阿拉巴马州利兹市的LeHigh波特兰水泥公司。在一个长70英尺，宽20英尺的箱子里，需要跟踪在375°F下接收热的，满是灰尘的产品的水平。LeHigh的工程师们在选择由Thermo Ramsey公司(Minneapolis, minnesota)开发的SonaMaster声级探测器之前，评估了许多连续传感技术。

这种声波装置的工作频率低于20千赫，使用较低的频率更适合远距离探测，并能穿透灰尘、蒸汽和泡沫等环境因素。SonaMaster的软件允许设备“绘制”容器地图，以解释梯子、支架、混频器等干扰回波读数和填充时间验证的因素。SonaMaster也有能力在失去回声时“启动”，而不是进入默认状态。这个功能可以让设备记住信号的位置，并不断“加强”声音放大，直到它重新找到电平。Thermo Ramsey公司脯胺部经理埃里克森(Bruce Erickson)说，水泥公司现在可以实际控制过程，而不仅仅是在完成填充后监控库存。

声音频率低，穿透性好，干扰少。堪萨斯州公司Sor Inc.的高级产品经理拉斯•卡尔森(Russ Carlson)说，这就是为什么船上的雾笛声音如此低沉的原因。“使用低频率(低至5千赫)和高功率信号，索尔公司的超声波装置可以适应各种各样的应用，在这些应用中，无论是吸声还是其他穿透障碍，如泡沫、蒸汽、灰尘，还是应用上方的保护光栅，都存在。”

热尘环境也会给点液位传感器带来问题。高温会“烧坏”电子设备，灰尘会在机械换能器上结块，使其失效。Fargo Controls (Eatontown, N.J.)开发了一种高温电容式接近传感器，可用于检测-382至482°F之间的各种液体和固体。该设备的防护等级为IP68，使用高频振荡器在其传感表面附近产生磁场。当该领域中存在物体改变振荡幅度时，设备的远程安装电子设备改变其输出状态。这种类型的Prox传感器在离散制造应用中众所周知，可以处理液体和固体点液位应用。

把工作搞得一团糟

非常精细的灰尘可以被证明是许多系统的匹配。以位于蒙大拿州三福克斯的美国卢泽纳克工厂为例。事实证明，滑石粉摧毁了几个液位传感系统。滑石粉的体积密度约为50磅/平方英尺，被用作陶瓷、橡胶和纸张的添加剂。滑石粉产生的大量灰尘会导致超声波系统的默认读数，并污染并最终损坏取代它的称重和电缆机电系统中的电缆。

在5个12英尺的范围内追踪产品。在50英尺高的封闭筒仓中，Three Forks工厂的工程管理人员用Monitor Technologies (Elburn, Ill)开发的SiloPatrol装置取代了功能强大但维护电缆和重量较高的系统。这些装置，也是基于电缆的设备，为Luzenac美国公司提供了足够的操作精度。“他们不需要高精度，可靠性是他们最关心的，”Jim Stovall说，他是Monitor公司的应用工程师，曾与Luzenac美国公司的工程人员一起工作。

SiloPatrol装置是顶级的坦克设备。外壳包含整体电机/蜗杆驱动器，光学编码器，电缆鼓和相关控制电子设备，空气净化以保持3-5 psi的正压力，以防止灰尘通过电缆入口进入。进入点也是机械密封的，并包括一个刮水器，以清除滑石粉从进入电缆。所有控件现在都是固态的。可用的输出是4-20 mA, RS-485和与SiloPatrol可能被要求更换的旧监视器称重和电缆设备一致的“反脉冲”。

检查库存

希尔&格里菲斯公司(辛辛那提，O.)服务于金属铸造行业作为金属铸造和工业耗材的供应商。他们必须处理的散装固体，然后库存包括用于铸造金属生产的各种添加剂矿物，砂，以及他们的过滤器和冶金芯线。

为了保持适当的库存，并确保及时完成这些专业材料的客户订单，Hill & Griffith使用BinMaster (Lincoln, Neb.)的新型SBR II遥感器作为其全国库存系统的组成部分。一个机电电缆和称重(bob)系统SmartBob II，安装在Hill & Griffith的每个位置的存储容器中。这些单元通过使用BinMaster的IMS软件的数字网络与Hill & Griffith公司总部进行通信，在那里库存受到密切监控。

使用称重系统来精确测量固体是很棘手的。这些系统使用电缆卷筒上的编码器，首先测量一个加权波下降到材料表面的距离。一旦测头到达表面，就立即缩回，并与编码器读数进行比较，以确保完全缩回和测量精度。固体，取决于性质，可以表现出明显不同于液体。从物料休止角滑下或滑入出料锥会产生错误的结果。对于BinMaster的bob系统，其机械制动系统可以防止这种情况，并最大限度地减少可能导致这些情况的测量误差。

查找接口

连续液位计最困难的任务之一是精确跟踪生产容器中的材料界面。罗南工程公司(Florence, Ky.)已经推出了一种电动密度水平系统，据说可以提供这种功能。这种电动伽马密度计(包括源和检测器)设计用于液体或泥浆中，在12-18英寸的干井保护下运行。超出客户船舶的测量范围。设备是定制应用，干井根据压力/温度额定值和冶金规格与客户的容器相匹配。

液位传感可能是工厂车间中代表性最少的仪器之一，但这并不会降低其对过程的重要性。即使在其普通的溢出保护作用中，一个不起眼的点液位开关的存在也可以提醒控制工程师，最好有一个过程下控制与不控制在水箱的顶部。

与ERP系统沟通油箱液位

准确的库存控制是整个信息包的重要组成部分，以促进有意义的企业资源计划(ERP)系统的任何过程工厂。以位于明尼苏达州因弗格罗夫高地的大型农业燃料合作社Cenex Harvest States为例。，远程产品储罐的水平(其中14,000个)对于计划生产和交付物流所需的库存使用信息至关重要。

为了将所有所需的油罐液位信息绑定到ERP系统中，Cenex需要将所有数据轻松安全地集中到一个中心点。很明显，如果能够做到这一点，那么安装这么多的仪器——即使它没有分布在一个广泛的区域——将是昂贵和耗时的。Cenex已经确定，基于雷达的液位传感能够很好地适应其应用，提供所需的精度和可重复性。

Cenex Harvest States指定Barton Instruments的导波原理微功率脉冲雷达与电池供电的射频收发器合作，提供数据的无线部署。TankScan w系列使用双向射频网络，在免许可频带上工作。由于现场装置以非常低的功率和可选的频率工作，因此它们可以部署在任何应用中，而无需考虑位置或邻近其他基于无线电的设备。专有的多路复用方案允许监视器与系统控制器安全有效地交换信息。

每个本地网络都使用巴顿的主机软件进行集中预配置。配置信息在启动时通过电话链路或串口发送到控制器。一旦配置和供电，链路就建立起来，控制器就可以与每个指定的现场仪器进行通信。多达30个监视器可以同时连接到一个控制器。根据Cenex的说法，无线系统使他们能够访问成功输入ERP系统所需的信息。

除了整体实施的低成本部署和所有权外，使用TankScan系统还为Cenex的运营带来了成果，包括提高了加工工厂的生产和采购效率，提高了分销/物流管理和优化库存的按需数据的准确性，并提高了客户满意度。ERP成功的另一个原因是，由于能够控制送货路线，物流成本降低了10-25%，库存减少了5-10%。

双重职责

两种植物环保功能合二为一并不总是可行的。以希捷位于宾夕法尼亚州匹兹堡的研发实验室为例。然而，位于化学储存室的金属格栅地板下的防止化学物质泄漏的坑也有29.5英寸。高，400加仑PVC水箱用于收集废水从各种洗涤器和整个设施的过程。然后，废水从这个辅助池被泵送到希捷的主废水处理池，在那里进行处理，然后泵送到城市的处理设施。

为了确保及时排空该罐，Dwyer Instruments (Michigan City, Ind)的近距离CRF射频(RF)连续电平变送器用于启动或停止两个12gpm泵，其中一个泵在液体达到15英寸时启动或停止。如果液位达到20英寸，再加一次。由于邻近CRF可在各种介电常数上进行编程，因此该设备适用于处理任何可能最终进入罐中的各种物质。据德怀尔在希捷工厂的现场工程师罗杰·沃克(Roger Walker)说，该系统需要在任何环境下工作，从18 mv的去离子水到焦散剂再到泥浆。此外，在罐外使用同样灵敏的Proximity RF点液位控制，当坑开始充满废水罐溢出或任何储存的化学品溢出时，就会激活警报。这些储存的化学品代表了各种被评为“极度健康”、“极度易燃”和“严重反应性”的物质。如果有任何泄漏，警报会通知现场清理人员。

按重量确定水平

印第安纳州印第安纳波利斯的Eagle Oxide公司开发了处理金属氧化物的设备。汽车电池和硬盘驱动器、烧结金属脚轮和电镀等产品的制造商使用Eagle Oxide为其业务提供各种金属氧化物。由于Eagle Oxide的大部分流程都是全天候运行的，因此出于生产管理方面的考虑，Eagle Oxide的客户要求饲料机械保持稳定的金属氧化物粉末供应。

例如，在汽车电池厂，氧化铅必须气动输送到一个大的储存容器中，根据需要将其分配到生产过程中(电池极板制造)。目前，Eagle oxide使用Hardy Instruments (San Diego, california)的HI 1746-WS称重秤模块“扣入”Allen-Bradley处理器，以测量和控制氧化铅的水平。

之所以选择称重作为液位传感方法，是因为称重不受粉尘、研磨性、腐蚀性以及氧化物物理和化学性质变化的影响。这些原材料的金属性质和固有的能量吸收性使得使用普通的非接触方法(如雷达和声波/超声波)变得困难和不可预测。简而言之，Eagle Oxide的重量等级为客户提供了全天候运行所需的精度和可重复性的性能水平。

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