21世紀(jì)已經(jīng)到來，人們將進(jìn)入以知識(shí)經(jīng)濟(jì)為特征的信息時(shí)代。微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)將繼續(xù)高速發(fā)展，作為工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)工具的自動(dòng)化儀表與裝置也將跨入真正的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的時(shí)代。
傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)一起構(gòu)成現(xiàn)代信息的三大基礎(chǔ)。有的專家認(rèn)為：在計(jì)算機(jī)與自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)，80年代的熱點(diǎn)是個(gè)人計(jì)算機(jī)，90年代是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，而21世紀(jì)第一個(gè)10年的熱點(diǎn)很可能是傳感、執(zhí)行與檢測(cè)。這種預(yù)測(cè)是有一定根據(jù)的。近幾年，微電子、微機(jī)械、新材料和新工藝的發(fā)展與計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用，將可能創(chuàng)造出新一代的傳感與檢測(cè)系統(tǒng)。有人稱之為智能傳感技術(shù)或者現(xiàn)代傳感技術(shù)，它與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)相結(jié)合，必將對(duì)自動(dòng)化儀表與裝置的技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生重大影響。
關(guān)于21世紀(jì)工業(yè)自動(dòng)化和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的發(fā)展，已有不少文章作了論述。本文僅就近期的一些文章介紹和作者的認(rèn)識(shí)，對(duì)檢測(cè)儀表與執(zhí)行器的技術(shù)進(jìn)展作些介紹，以期能展開更多的討論和創(chuàng)新。
檢測(cè)儀表與執(zhí)行器是生產(chǎn)過程自動(dòng)化和經(jīng)營(yíng)管理現(xiàn)代化的基礎(chǔ)，特別受到人們的重視。隨著工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)展，它們起著越來越為重要的作用，因?yàn)闆]有性能好、精度高、質(zhì)量可靠的儀表檢測(cè)到各種有關(guān)的信息，要實(shí)現(xiàn)高水平的自動(dòng)化就是一句空話。
在工業(yè)過程檢測(cè)方面，常規(guī)的溫度、壓力、流量與物位4大熱工變量的檢測(cè)已經(jīng)有較成熟的技術(shù)基礎(chǔ)和產(chǎn)品。新一代的檢測(cè)儀表主要特點(diǎn)是數(shù)字化和智能化，它們是以微計(jì)算機(jī)為核心，可以自動(dòng)調(diào)零、線性化、補(bǔ)償環(huán)境因素變化，并配置圖形顯示儀表，直觀地表達(dá)測(cè)量結(jié)果。在檢測(cè)技術(shù)方面，超聲、微波、激光等新技術(shù)正被大量采用，用以解決不同工業(yè)領(lǐng)域遇到的特殊測(cè)量問題和提高性能的要求。因此，檢測(cè)儀表與執(zhí)行器的當(dāng)務(wù)之急，一方面要積極改進(jìn)既有的測(cè)量方法，進(jìn)一步完善創(chuàng)新和實(shí)現(xiàn)微機(jī)化與智能化；另一方面是采用新的測(cè)量原理，開發(fā)新的檢測(cè)儀表，擴(kuò)大自動(dòng)檢測(cè)的新領(lǐng)域。下面將介紹人們關(guān)注的流量、壓力、物位等幾種檢測(cè)儀表和執(zhí)行器的技術(shù)進(jìn)展。
1 分布式光纖溫度傳感網(wǎng)絡(luò)
清華大學(xué)吳秋峰教授在《迎接21世紀(jì)工業(yè)控制的一些思考》一文中提到：智能傳感技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，就產(chǎn)生了智能傳感網(wǎng)絡(luò)的概念。它將致力于智能傳感網(wǎng)絡(luò)通信功能的研究和各種技術(shù)的融合，做到信息采集、傳輸、處理的集成與協(xié)同，這必將對(duì)工業(yè)控制、集成自動(dòng)化等產(chǎn)生影響。
聯(lián)系這個(gè)技術(shù)動(dòng)向，首先介紹一種用于工業(yè)過程檢測(cè)的分布式光纖溫度傳感網(wǎng)絡(luò)。它是一種實(shí)時(shí)、在線、多點(diǎn)光纖溫度測(cè)量系統(tǒng)，是近年來發(fā)展的、用于實(shí)時(shí)測(cè)量空間溫度場(chǎng)的高新技術(shù)，成為工業(yè)過程控制中的新檢測(cè)方法與技術(shù)。系統(tǒng)中的光纖既是傳輸媒體又是傳感媒體，利用光纖背向喇曼散射的溫度效應(yīng)，光纖所處空間各點(diǎn)溫度場(chǎng)調(diào)制了光纖中的背向喇曼散射的強(qiáng)度，經(jīng)波分復(fù)用器和光電檢測(cè)器采集了帶有溫度信息的背向喇曼散射光電信號(hào)，再經(jīng)信號(hào)處理，解調(diào)后將溫度信息實(shí)時(shí)從噪聲中提取出來并進(jìn)行顯示，它是典型的激光光纖溫度通信網(wǎng)絡(luò)。在一根2km光纖上可采集1 000個(gè)溫度信息并能進(jìn)行空間定位，已經(jīng)應(yīng)用于煤礦、隧道的火災(zāi)自動(dòng)溫度報(bào)警系統(tǒng)，也可用于油庫、危險(xiǎn)品倉庫的溫度報(bào)警和大型設(shè)備溫度分布測(cè)量等。分布式光纖溫度傳感網(wǎng)絡(luò)的傳感光纖不帶電，抗射頻和電磁干擾，防燃、防爆、抗腐蝕、耐高電壓和強(qiáng)磁場(chǎng)、耐電離輻射，能在有害環(huán)境中安全運(yùn)行，系統(tǒng)具有自標(biāo)定、自校準(zhǔn)和自檢測(cè)功能。
為了跟蹤高新技術(shù)在工業(yè)過程實(shí)時(shí)檢測(cè)方面的應(yīng)用，我們期望這類智能傳感網(wǎng)絡(luò)將會(huì)更多被研究開發(fā)出來。
2 一體化節(jié)流式流量計(jì)
世紀(jì)之交，在流量檢測(cè)技術(shù)方面亦沒有出現(xiàn)全新的儀表。但是，具有真正智能化功能的各種流量?jī)x表將蓬勃地發(fā)展起來，例如智能差壓變送器的發(fā)展，已使人們看到節(jié)流裝置仍會(huì)有很強(qiáng)的生命力。
一體化節(jié)流式流量計(jì)是將節(jié)流裝置、差壓變送器與流量顯示裝置融為一體構(gòu)成的流量測(cè)量系統(tǒng)。它引入了節(jié)流定值的概念，使差壓式流量計(jì)跨上了一個(gè)新臺(tái)階，是流量?jī)x表的一次革新。專家們說：差壓式流量計(jì)新的輝煌時(shí)期即將到來。
一體化節(jié)流式流量計(jì)優(yōu)選噴嘴為節(jié)流件（也可選用孔板），毋需實(shí)流標(biāo)定，耐腐蝕，壓損小，檢定周期長(zhǎng)，方便用戶更換，便于批量生產(chǎn)，降低節(jié)流件造價(jià)；它將節(jié)流裝置與差壓變送器做成一體，可消除現(xiàn)場(chǎng)安裝偏心或不垂直等可能帶來的附加誤差，不僅保證了安裝準(zhǔn)確性和測(cè)量精度，而且縮短了引壓管線，減少了故障率，改善了動(dòng)態(tài)特性，這對(duì)于自控系統(tǒng)有重要意義。它配置寬量程差壓變送器和顯示裝置可方便地對(duì)在線節(jié)流裝置進(jìn)行遷移和擴(kuò)展量程，使流量計(jì)范圍度達(dá)6∶1～10∶1，它對(duì)流量系數(shù)、可膨脹系數(shù)都采取實(shí)時(shí)計(jì)算，對(duì)密度進(jìn)行查表，因而不確定度可忽略不計(jì)，保證測(cè)量精度能大幅度提高。根據(jù)近期資料介紹一體化節(jié)流式流量計(jì)在新建工廠中已較多應(yīng)用，有著廣闊的市場(chǎng)前景。
3 電磁流量計(jì)
在眾多流量?jī)x表中，電磁流量計(jì)是發(fā)展較快的流量檢測(cè)儀表，這是由于它具有的一些特出優(yōu)點(diǎn)。電磁流量計(jì)的發(fā)展方向是小型化和智能化。
近年來，電磁流量計(jì)在勵(lì)磁技術(shù)、內(nèi)襯技術(shù)、智能化技術(shù)方面都有新的進(jìn)展。如勵(lì)磁技術(shù)上發(fā)展的雙頻矩形波技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了零點(diǎn)穩(wěn)定性和響應(yīng)速度、抗干擾能力的良好統(tǒng)一，使得流量信號(hào)幅度為通常電磁流量計(jì)的10倍。具有高信噪比，可適用于紙漿、礦漿等測(cè)量。在絕緣襯里材料方面，目前已有采用工業(yè)陶瓷襯里，它耐腐蝕、耐磨損、高溫高壓下不變形，電極與襯里間相燒結(jié)以解決管壁滲漏問題；還有無電極電磁流量計(jì)是由陶塑襯里感應(yīng)在管壁上形成電極，經(jīng)特種信號(hào)處理而獲取流量信號(hào)，可以測(cè)電導(dǎo)率極低（0．05μS／cm）的污水流量；在智能化技術(shù)方面，借助微處理器和軟件編程技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)拓寬量程，補(bǔ)償測(cè)量誤差、零點(diǎn)校正、勵(lì)磁自診斷、正反相流判斷、空管與不滿管的自診斷等，都極大地增強(qiáng)電磁流量計(jì)技術(shù)性能和測(cè)量功能，而可靠性和穩(wěn)定性的改善尤為特出。
將電磁流量測(cè)量技術(shù)與過程層析成像技術(shù)相結(jié)合，正在開辟著過程檢測(cè)的新領(lǐng)域。其原理是借助電容式多對(duì)電極多對(duì)線圈并適當(dāng)安排兩者的不同組合，就可獲得比一個(gè)磁場(chǎng)一對(duì)電極更豐富的測(cè)量信息，經(jīng)過數(shù)學(xué)處理后可得到非軸對(duì)稱流型流體的準(zhǔn)確流量，再通過進(jìn)一步的圖象重構(gòu)和信息處理，可復(fù)現(xiàn)原流場(chǎng)，這將有助于流體其它特性和狀態(tài)的研究。
4 超聲流量計(jì)
超聲流量計(jì)已有25年的歷史，可作為對(duì)非導(dǎo)電性液體準(zhǔn)確的、無機(jī)械阻礙的流量測(cè)量?jī)x表，其技術(shù)發(fā)展方向是傳感器與管道壁的一體化設(shè)計(jì)，全焊接結(jié)構(gòu)，無壓力損失。現(xiàn)已有多種測(cè)量技術(shù)和產(chǎn)品：多普勒超聲流量計(jì)、時(shí)差式超聲流量計(jì)、不滿管超聲流量計(jì)、插入式超聲流量計(jì)等。
值得指出的是，自90年代以來氣體超聲流量計(jì)象一顆耀眼的新星驟然升起。它在天然氣工業(yè)中的成功應(yīng)用有突破性進(jìn)展，一些天然氣流量計(jì)量的疑難問題可望解決。據(jù)稱由于準(zhǔn)確度高和維修費(fèi)用低，多聲道氣體超聲流量計(jì)已被氣體工業(yè)界接受，它是自氣體渦輪流量計(jì)后被氣體工業(yè)界接受的最重要的流量計(jì)量器具。至今已有12個(gè)國(guó)家的政府機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)氣體超聲流量計(jì)為法定計(jì)量器具，在國(guó)外天然氣工業(yè)的貿(mào)易輸送、氣體分配、調(diào)合、控制和檢漏等方面都開始采用它。從近二三年的發(fā)展看，氣體超聲流量計(jì)也具有理論上無需進(jìn)行流量標(biāo)定、與介質(zhì)無關(guān)等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)正逐步走向?qū)嵱没?guó)外一些著名儀表公司都已批量生產(chǎn)，包括用于主管道的大口徑流量計(jì)和家用煤氣表已經(jīng)積累了相當(dāng)多的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，其價(jià)格將逐步降低，可以預(yù)測(cè)它將占有較大的市場(chǎng)。
5 直接式質(zhì)量流量計(jì)
我國(guó)目前正處于能源更新?lián)Q代的歷史時(shí)期，油品和燃?xì)獾牧髁繙y(cè)量必將成為流量測(cè)量技術(shù)發(fā)展和流量?jī)x表新產(chǎn)品開發(fā)的重要課題。熱式質(zhì)量流量計(jì)和科里奧利質(zhì)量流量計(jì)是兩種重要的直接式質(zhì)量流量?jī)x表。
熱式質(zhì)量流量計(jì)的工作原理基于質(zhì)量流量與熱量損失成正比。其特點(diǎn)是傳感器可由一體成形管做成，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固壽命長(zhǎng)，可相當(dāng)精確地測(cè)量高溫低速流體，其抗腐蝕、防爆、抗污、耐磨等問題均已滿意地得到解決，成本也相對(duì)較低，在節(jié)能、貿(mào)易、物料平衡等方面被選用。
科里奧利質(zhì)量流量計(jì)是一種新型儀表，利用流體在振動(dòng)管內(nèi)流動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科氏力原理來制成。它可直接用于測(cè)量介質(zhì)的質(zhì)量、密度、溫度，具有測(cè)量精度高、量程比寬、測(cè)量范圍廣等特點(diǎn)。而且，由于其測(cè)量原理的特殊性，還可用于測(cè)量高壓氣體、高粘度流體、非牛頓流體等較特殊的介質(zhì)；用于較重要的各種進(jìn)料的混合及批量計(jì)量，流量計(jì)量控制，快速多變的密度測(cè)量，產(chǎn)品的質(zhì)量控制和監(jiān)視的場(chǎng)合。它用于高壓天然氣計(jì)量的可行性已無可置疑，還能較好地處理氣液兩相的液化石油氣。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，肯定它會(huì)不斷有所改進(jìn)創(chuàng)新。
6 新一代固態(tài)傳感器與智能壓力／差壓變送器
微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，促進(jìn)了微機(jī)械加工技術(shù)日益更新。它引伸到儀表領(lǐng)域，奠定了現(xiàn)代傳感器的技術(shù)基礎(chǔ)，推動(dòng)著全新的固態(tài)傳感器和集成化智能變送器的發(fā)展和實(shí)用化，現(xiàn)已取得了引人注目的成果。固態(tài)傳感器與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)型傳感器相比較，在技術(shù)和性能上發(fā)生了質(zhì)的變化，它使傳感器技術(shù)向微型化、高精度、低功耗、智能化方面邁出了一大步，這標(biāo)志著檢測(cè)傳感器與變送器將發(fā)生一場(chǎng)劃時(shí)代的變革。
近年來，多種微結(jié)構(gòu)的固態(tài)硅傳感器已被開發(fā)出來并投入生產(chǎn)應(yīng)用。如微型伺服加速度計(jì)、微結(jié)構(gòu)加速度開關(guān)、微硅振環(huán)陀螺、微硅諧振式壓力傳感器、微硅質(zhì)量流量計(jì)等，人們預(yù)測(cè)，許多傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)型傳感器所能實(shí)現(xiàn)的各種原理，采用微機(jī)械加工技術(shù)同樣可以做出各種微結(jié)構(gòu)傳感器，在此基礎(chǔ)上再實(shí)現(xiàn)傳感器與處理器集成化，就可設(shè)計(jì)出新一代數(shù)字式智能變送器。典型的事例是日本橫河公司的EJA型智能壓力／差壓變送器，它采用先進(jìn)的單晶硅諧振式傳感器，這在變送器工作原理上是具有技術(shù)創(chuàng)新性質(zhì)的突破。人們?cè)u(píng)價(jià)說，它已成為當(dāng)今變送器家族中比較具有活力的產(chǎn)品。代表著檢測(cè)儀表發(fā)展的重要方向。
7 微波物位計(jì)（雷達(dá)物位計(jì)）
基于雷達(dá)測(cè)量技術(shù)的新發(fā)展，近年來高性能、低價(jià)格的微波物位計(jì)已真正大量進(jìn)入過程檢測(cè)儀表市場(chǎng)。化工、石化、醫(yī)藥、食品等工業(yè)普遍存在高溫、高壓、腐蝕、揮發(fā)、冷凝等復(fù)雜工況條件，必需采用非接觸式測(cè)量方法才能達(dá)到長(zhǎng)期可靠運(yùn)行的效果。因此，微波物位計(jì)在各種連續(xù)式物位計(jì)中市場(chǎng)增長(zhǎng)率為最高。
微波是一種電磁波，其傳播速度不受介質(zhì)特性影響。微波物位計(jì)是利用無線電回波測(cè)距原理實(shí)現(xiàn)物位測(cè)量的。微波從天線發(fā)出，在被測(cè)目標(biāo)反射后回波再被無線接收，按微波來回傳播時(shí)間來計(jì)算距離即是物位。目前微波物位計(jì)有脈沖雷達(dá)和調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)兩種。近年推出的普及型微波物位計(jì)大多采用脈沖方式，精度已達(dá)（0．2％～0．3％）FS，價(jià)格較低，能滿足一般測(cè)量要求。調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)是將距離轉(zhuǎn)換為頻率進(jìn)行測(cè)量、能得到較高精度。這兩種微波物位計(jì)被測(cè)物體通常限于液體為主。
對(duì)于粉料測(cè)量、干料測(cè)量、界面測(cè)量、漿料液位、帶泡沫液位的連續(xù)測(cè)量歷來是物位測(cè)量的難點(diǎn)，這時(shí)可采用相位跟蹤法通過測(cè)量發(fā)送射頻波與從物料表面反射回波之間相位角來測(cè)量物位。這種測(cè)量方法能取得良好效果。
8 儲(chǔ)罐計(jì)量測(cè)量?jī)x表--磁致伸縮式液位計(jì)
物位儀表當(dāng)前發(fā)展的重要領(lǐng)域是罐區(qū)管理及其計(jì)量自動(dòng)化。儲(chǔ)罐計(jì)量是指對(duì)大型儲(chǔ)罐內(nèi)儲(chǔ)液存量進(jìn)行測(cè)量，從而獲得儲(chǔ)庫庫存量，它是一個(gè)企業(yè)掌握庫存資料，以便指導(dǎo)生產(chǎn)和銷售的重要管理項(xiàng)目。采用儲(chǔ)罐計(jì)量會(huì)比采用流量計(jì)更經(jīng)濟(jì)、精度更高。因此，庫存量測(cè)量要求高的測(cè)量精度和高的測(cè)量復(fù)現(xiàn)性。
現(xiàn)用測(cè)量方法有3種：一種是體積測(cè)量法，通過液位和溫度測(cè)量而計(jì)算出儲(chǔ)液體積，然后再換算成重量；另一種是重量測(cè)量法，通過液柱靜壓強(qiáng)測(cè)量而計(jì)算出儲(chǔ)液重量；第三種是混合式測(cè)量系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)高精度液位和界位測(cè)量，能獲得高精度的體積，又能實(shí)現(xiàn)高精度平均密度測(cè)量，從而獲得高精度質(zhì)量計(jì)量。在這里，能否高精度測(cè)量?jī)?chǔ)罐液位及油水界面是系統(tǒng)的關(guān)鍵，因此液位計(jì)的選擇至關(guān)重要。
目前在大量程液位計(jì)中可達(dá)到1mm精度的有雷達(dá)物位計(jì)、伺服型浮子液位計(jì)和磁致伸縮式液位計(jì)，相比之下，用磁致伸縮式物位計(jì)裝在儲(chǔ)罐頂上，同時(shí)在罐底安裝高精度壓力變送器，然后配上一套包括數(shù)據(jù)采集器的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)和一套供業(yè)務(wù)管理的遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，就可以組成十分完善的混合式儲(chǔ)罐計(jì)算系統(tǒng)。它經(jīng)過油庫實(shí)際運(yùn)行獲得滿意的效果。
磁致伸縮式液位計(jì)是將磁致伸縮線性位移傳感器引用來測(cè)量高精度大量程的新型液位計(jì)，能同時(shí)測(cè)量液位和液液界面及多點(diǎn)溫度。最大量程可達(dá)18m，測(cè)量精度達(dá)±0．5mm或±0．05％FS，重復(fù)性達(dá)0．002％FS，傳感元件是非接觸式的，由一根測(cè)桿和套在桿上可滑動(dòng)浮子組成，兩個(gè)不同比重的浮子浮在液面和油水界面，測(cè)桿由保護(hù)外管、波導(dǎo)管及銅導(dǎo)線三層組成，它無磨損，可靠耐用，能耐高溫、高壓、不受介質(zhì)比重影響，不受過程壓力變化的影響，解決了原來液位測(cè)量中的許多難題。
9 智能閥門定位器
智能閥門定位器是新一代智能化、氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)不可缺少的配套產(chǎn)品。它內(nèi)裝高集成度的微控制器，采用電平衡（數(shù)字平衡）原理代替?zhèn)鹘y(tǒng)的力平衡原理，將電控命令轉(zhuǎn)換成氣動(dòng)定位增量來實(shí)現(xiàn)閥位控制；利用數(shù)字式開、停、關(guān)的信號(hào)來驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作；閥位反饋直接通過高精度位置傳感器，實(shí)現(xiàn)電／氣轉(zhuǎn)換功能，因而具有提高輸出力、提高動(dòng)作速度和調(diào)節(jié)精度（最小行程分辯率可達(dá)0．05％），克服閥桿摩擦力，實(shí)現(xiàn)正確定位等特點(diǎn)。
智能閥門定位器具備許多符合現(xiàn)代過程控制技術(shù)要求的功能：對(duì)所有控制參數(shù)都可組態(tài)的功能（如死區(qū)、正反作用、報(bào)警上下限、行程零點(diǎn)、行程范圍、執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型選擇等），實(shí)現(xiàn)分程控制功能，實(shí)現(xiàn)上行、下行速度調(diào)節(jié)功能，實(shí)現(xiàn)線性、等百分比、快開等特性修正功能，自校正功能、自診斷功能，故障報(bào)警及故障處理功能，多種通信支持功能等。
由于智能閥門定位器的功能完善，對(duì)降低投資、節(jié)約能源、提高過程控制水平能帶來極大益處，現(xiàn)已越來越受到用戶的關(guān)注，并被選用。同時(shí)，它與智能變送器一起將徹底改變現(xiàn)場(chǎng)儀表的狀況，促使過程控制早日進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的新時(shí)代。
10 中國(guó)電磁閥載譽(yù)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)
電磁閥作為自動(dòng)化儀表的一種重要的執(zhí)行器，近年來需用量急劇上升，其銷量已超過調(diào)節(jié)閥。它是開關(guān)信號(hào)控制，動(dòng)作快速，使用特別安全，市場(chǎng)潛力很大。
我國(guó)電磁閥的制造生產(chǎn)，在學(xué)習(xí)、借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，依靠自身不斷發(fā)明創(chuàng)造，至今有了長(zhǎng)足進(jìn)步。值得一提的是，早在1981年浙江永久科技實(shí)業(yè)公司率先發(fā)明了多功能電磁閥系列，榮獲日內(nèi)瓦國(guó)際新技術(shù)金獎(jiǎng)，接著立足于應(yīng)用，對(duì)電磁閥進(jìn)行精簡(jiǎn)化、智能化、通用化、專用化方面的創(chuàng)新研究，先后設(shè)計(jì)了新穎的多路電磁閥、雙聯(lián)組合電磁閥、三位電磁閥、數(shù)字閥、自保持電磁閥、反沖過濾閥、精巧電磁閥（蒸汽）、燃?xì)怆姶砰y以及水廠用、油用、消防用電磁閥等等，其中多項(xiàng)技術(shù)獲得美國(guó)、日本、歐盟專利而產(chǎn)品出口外國(guó)。1998年又成功地開發(fā)了液化石油氣LPG雙燃料汽車燃供系統(tǒng)用組合閥，符合我國(guó)環(huán)保法規(guī)要求，可靠、價(jià)廉，完全能取代進(jìn)口產(chǎn)品。它證明國(guó)產(chǎn)電磁閥的質(zhì)量與性能是先進(jìn)的。我們提倡樹立民族自信心。支持民族電磁閥工業(yè)，優(yōu)先選用國(guó)產(chǎn)電磁閥。當(dāng)然也應(yīng)看到電磁閥行業(yè)不正當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)十分嚴(yán)重，偽劣假冒現(xiàn)象使消費(fèi)者深受其害。
11 新一代全功能超輕型調(diào)節(jié)閥
調(diào)節(jié)閥是過程控制中重要的終端控制儀表，它是一種內(nèi)含控制流體流量的可變節(jié)流件的壓力密體組件，在管路中具有調(diào)節(jié)、切斷和分配流體的功能。在過去30多年里調(diào)節(jié)閥產(chǎn)品結(jié)構(gòu)沒有大的改變，更說不上更新?lián)Q代。以往人們只是在改進(jìn)和完善上下功夫，在80年代初曾出現(xiàn)精小型調(diào)節(jié)閥，將調(diào)節(jié)閥的高度和重量降低30％，但在功能和可靠性上沒有突破，這顯然與過程自動(dòng)化技術(shù)的高速發(fā)展不相適應(yīng)，因而特別受到人們關(guān)注。
近年來，重慶華林機(jī)械工程公司創(chuàng)新設(shè)計(jì)成功新一代全功能超輕型調(diào)節(jié)閥，針對(duì)傳統(tǒng)調(diào)節(jié)閥的笨重、品種繁多、功能不全、可靠性差等問題進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)與改型，取得創(chuàng)新成果。迄今已試產(chǎn)并經(jīng)生產(chǎn)使用，效果良好，倍受用戶肯定、信賴、鼓勵(lì)和關(guān)注，看來將逐步取代傳統(tǒng)調(diào)節(jié)閥，特別是它與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的配套，對(duì)促進(jìn)我國(guó)電動(dòng)執(zhí)行器的推廣應(yīng)用能做出更大貢獻(xiàn)。
新一代超輕型調(diào)節(jié)閥在重量上比傳統(tǒng)調(diào)節(jié)閥減輕60％～80％，高度下降50％～70％；功能上具備調(diào)節(jié)、切斷、大壓差、防堵、耐蝕、耐高溫高壓全部功能，品種規(guī)格簡(jiǎn)化60％～70％；閥桿閥芯閥座部件加強(qiáng)密封，減小摩擦、防止堵卡，提高壽命，泄漏率達(dá)10－6～10－7。人們期待新一代產(chǎn)品問世。
12 智能電動(dòng)執(zhí)行器
智能電動(dòng)執(zhí)行器系列是一類新型終端控制儀表，它根據(jù)控制電信號(hào)，直接操作改閥的位移。由于人們對(duì)控制系統(tǒng)的精度和動(dòng)態(tài)特性提出了越來越高的要求，選用電動(dòng)執(zhí)行器與控制系統(tǒng)連接，直接接受電控制信號(hào)，能夠獲得最快響應(yīng)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)控制也更為合理、方便、經(jīng)濟(jì)，因而受到用戶的歡迎。這樣還可免去采用氣動(dòng)執(zhí)行器必需配置良好的氣源設(shè)備投資和現(xiàn)場(chǎng)氣路管線安裝的麻煩。
新型電動(dòng)執(zhí)行器大都將伺服放大器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)合為一體，并增設(shè)了行程保護(hù)、過力矩保護(hù)和電動(dòng)機(jī)過熱保護(hù)等以提高可靠性，還具有斷電信號(hào)保護(hù)、輸出現(xiàn)場(chǎng)閥位指示和故障報(bào)警功能。它可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作或遠(yuǎn)方操作，完成手動(dòng)操作及手動(dòng)／自動(dòng)之間無擾動(dòng)切換。
智能電動(dòng)執(zhí)行器則利用微機(jī)技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)通信技術(shù)擴(kuò)大功能，實(shí)現(xiàn)雙向通信、PID調(diào)節(jié)、在線自動(dòng)標(biāo)定、自校正與自診斷等多種控制技術(shù)要求的功能，有效提高控制水平，現(xiàn)已越來越受到用戶的選用和關(guān)注。
參考文獻(xiàn)：
［1］吳秋峰，等．迎接21世紀(jì)工業(yè)控制的一些思考．測(cè)控技術(shù)，1999（2）
［2］張?jiān)谛?，等．用于工業(yè)過程檢測(cè)的分布式光纖溫度傳感器．上海：′99工業(yè)儀表與自動(dòng)化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集．中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)過程檢測(cè)控制儀表分會(huì)，1999
［3］王京安．一體化節(jié)流式流量計(jì)．自動(dòng)化儀表，1998，19（8）
［4］李傳經(jīng)．流量測(cè)量的技術(shù)發(fā)展動(dòng)向．里斯本：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO TC30會(huì)議概況，1998
傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)一起構(gòu)成現(xiàn)代信息的三大基礎(chǔ)。有的專家認(rèn)為：在計(jì)算機(jī)與自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)，80年代的熱點(diǎn)是個(gè)人計(jì)算機(jī)，90年代是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，而21世紀(jì)第一個(gè)10年的熱點(diǎn)很可能是傳感、執(zhí)行與檢測(cè)。這種預(yù)測(cè)是有一定根據(jù)的。近幾年，微電子、微機(jī)械、新材料和新工藝的發(fā)展與計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用，將可能創(chuàng)造出新一代的傳感與檢測(cè)系統(tǒng)。有人稱之為智能傳感技術(shù)或者現(xiàn)代傳感技術(shù)，它與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)相結(jié)合，必將對(duì)自動(dòng)化儀表與裝置的技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生重大影響。
關(guān)于21世紀(jì)工業(yè)自動(dòng)化和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的發(fā)展，已有不少文章作了論述。本文僅就近期的一些文章介紹和作者的認(rèn)識(shí)，對(duì)檢測(cè)儀表與執(zhí)行器的技術(shù)進(jìn)展作些介紹，以期能展開更多的討論和創(chuàng)新。
檢測(cè)儀表與執(zhí)行器是生產(chǎn)過程自動(dòng)化和經(jīng)營(yíng)管理現(xiàn)代化的基礎(chǔ)，特別受到人們的重視。隨著工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)展，它們起著越來越為重要的作用，因?yàn)闆]有性能好、精度高、質(zhì)量可靠的儀表檢測(cè)到各種有關(guān)的信息，要實(shí)現(xiàn)高水平的自動(dòng)化就是一句空話。
在工業(yè)過程檢測(cè)方面，常規(guī)的溫度、壓力、流量與物位4大熱工變量的檢測(cè)已經(jīng)有較成熟的技術(shù)基礎(chǔ)和產(chǎn)品。新一代的檢測(cè)儀表主要特點(diǎn)是數(shù)字化和智能化，它們是以微計(jì)算機(jī)為核心，可以自動(dòng)調(diào)零、線性化、補(bǔ)償環(huán)境因素變化，并配置圖形顯示儀表，直觀地表達(dá)測(cè)量結(jié)果。在檢測(cè)技術(shù)方面，超聲、微波、激光等新技術(shù)正被大量采用，用以解決不同工業(yè)領(lǐng)域遇到的特殊測(cè)量問題和提高性能的要求。因此，檢測(cè)儀表與執(zhí)行器的當(dāng)務(wù)之急，一方面要積極改進(jìn)既有的測(cè)量方法，進(jìn)一步完善創(chuàng)新和實(shí)現(xiàn)微機(jī)化與智能化；另一方面是采用新的測(cè)量原理，開發(fā)新的檢測(cè)儀表，擴(kuò)大自動(dòng)檢測(cè)的新領(lǐng)域。下面將介紹人們關(guān)注的流量、壓力、物位等幾種檢測(cè)儀表和執(zhí)行器的技術(shù)進(jìn)展。
1 分布式光纖溫度傳感網(wǎng)絡(luò)
清華大學(xué)吳秋峰教授在《迎接21世紀(jì)工業(yè)控制的一些思考》一文中提到：智能傳感技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，就產(chǎn)生了智能傳感網(wǎng)絡(luò)的概念。它將致力于智能傳感網(wǎng)絡(luò)通信功能的研究和各種技術(shù)的融合，做到信息采集、傳輸、處理的集成與協(xié)同，這必將對(duì)工業(yè)控制、集成自動(dòng)化等產(chǎn)生影響。
聯(lián)系這個(gè)技術(shù)動(dòng)向，首先介紹一種用于工業(yè)過程檢測(cè)的分布式光纖溫度傳感網(wǎng)絡(luò)。它是一種實(shí)時(shí)、在線、多點(diǎn)光纖溫度測(cè)量系統(tǒng)，是近年來發(fā)展的、用于實(shí)時(shí)測(cè)量空間溫度場(chǎng)的高新技術(shù)，成為工業(yè)過程控制中的新檢測(cè)方法與技術(shù)。系統(tǒng)中的光纖既是傳輸媒體又是傳感媒體，利用光纖背向喇曼散射的溫度效應(yīng)，光纖所處空間各點(diǎn)溫度場(chǎng)調(diào)制了光纖中的背向喇曼散射的強(qiáng)度，經(jīng)波分復(fù)用器和光電檢測(cè)器采集了帶有溫度信息的背向喇曼散射光電信號(hào)，再經(jīng)信號(hào)處理，解調(diào)后將溫度信息實(shí)時(shí)從噪聲中提取出來并進(jìn)行顯示，它是典型的激光光纖溫度通信網(wǎng)絡(luò)。在一根2km光纖上可采集1 000個(gè)溫度信息并能進(jìn)行空間定位，已經(jīng)應(yīng)用于煤礦、隧道的火災(zāi)自動(dòng)溫度報(bào)警系統(tǒng)，也可用于油庫、危險(xiǎn)品倉庫的溫度報(bào)警和大型設(shè)備溫度分布測(cè)量等。分布式光纖溫度傳感網(wǎng)絡(luò)的傳感光纖不帶電，抗射頻和電磁干擾，防燃、防爆、抗腐蝕、耐高電壓和強(qiáng)磁場(chǎng)、耐電離輻射，能在有害環(huán)境中安全運(yùn)行，系統(tǒng)具有自標(biāo)定、自校準(zhǔn)和自檢測(cè)功能。
為了跟蹤高新技術(shù)在工業(yè)過程實(shí)時(shí)檢測(cè)方面的應(yīng)用，我們期望這類智能傳感網(wǎng)絡(luò)將會(huì)更多被研究開發(fā)出來。
2 一體化節(jié)流式流量計(jì)
世紀(jì)之交，在流量檢測(cè)技術(shù)方面亦沒有出現(xiàn)全新的儀表。但是，具有真正智能化功能的各種流量?jī)x表將蓬勃地發(fā)展起來，例如智能差壓變送器的發(fā)展，已使人們看到節(jié)流裝置仍會(huì)有很強(qiáng)的生命力。
一體化節(jié)流式流量計(jì)是將節(jié)流裝置、差壓變送器與流量顯示裝置融為一體構(gòu)成的流量測(cè)量系統(tǒng)。它引入了節(jié)流定值的概念，使差壓式流量計(jì)跨上了一個(gè)新臺(tái)階，是流量?jī)x表的一次革新。專家們說：差壓式流量計(jì)新的輝煌時(shí)期即將到來。
一體化節(jié)流式流量計(jì)優(yōu)選噴嘴為節(jié)流件（也可選用孔板），毋需實(shí)流標(biāo)定，耐腐蝕，壓損小，檢定周期長(zhǎng)，方便用戶更換，便于批量生產(chǎn)，降低節(jié)流件造價(jià)；它將節(jié)流裝置與差壓變送器做成一體，可消除現(xiàn)場(chǎng)安裝偏心或不垂直等可能帶來的附加誤差，不僅保證了安裝準(zhǔn)確性和測(cè)量精度，而且縮短了引壓管線，減少了故障率，改善了動(dòng)態(tài)特性，這對(duì)于自控系統(tǒng)有重要意義。它配置寬量程差壓變送器和顯示裝置可方便地對(duì)在線節(jié)流裝置進(jìn)行遷移和擴(kuò)展量程，使流量計(jì)范圍度達(dá)6∶1～10∶1，它對(duì)流量系數(shù)、可膨脹系數(shù)都采取實(shí)時(shí)計(jì)算，對(duì)密度進(jìn)行查表，因而不確定度可忽略不計(jì)，保證測(cè)量精度能大幅度提高。根據(jù)近期資料介紹一體化節(jié)流式流量計(jì)在新建工廠中已較多應(yīng)用，有著廣闊的市場(chǎng)前景。
3 電磁流量計(jì)
在眾多流量?jī)x表中，電磁流量計(jì)是發(fā)展較快的流量檢測(cè)儀表，這是由于它具有的一些特出優(yōu)點(diǎn)。電磁流量計(jì)的發(fā)展方向是小型化和智能化。
近年來，電磁流量計(jì)在勵(lì)磁技術(shù)、內(nèi)襯技術(shù)、智能化技術(shù)方面都有新的進(jìn)展。如勵(lì)磁技術(shù)上發(fā)展的雙頻矩形波技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了零點(diǎn)穩(wěn)定性和響應(yīng)速度、抗干擾能力的良好統(tǒng)一，使得流量信號(hào)幅度為通常電磁流量計(jì)的10倍。具有高信噪比，可適用于紙漿、礦漿等測(cè)量。在絕緣襯里材料方面，目前已有采用工業(yè)陶瓷襯里，它耐腐蝕、耐磨損、高溫高壓下不變形，電極與襯里間相燒結(jié)以解決管壁滲漏問題；還有無電極電磁流量計(jì)是由陶塑襯里感應(yīng)在管壁上形成電極，經(jīng)特種信號(hào)處理而獲取流量信號(hào)，可以測(cè)電導(dǎo)率極低（0．05μS／cm）的污水流量；在智能化技術(shù)方面，借助微處理器和軟件編程技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)拓寬量程，補(bǔ)償測(cè)量誤差、零點(diǎn)校正、勵(lì)磁自診斷、正反相流判斷、空管與不滿管的自診斷等，都極大地增強(qiáng)電磁流量計(jì)技術(shù)性能和測(cè)量功能，而可靠性和穩(wěn)定性的改善尤為特出。
將電磁流量測(cè)量技術(shù)與過程層析成像技術(shù)相結(jié)合，正在開辟著過程檢測(cè)的新領(lǐng)域。其原理是借助電容式多對(duì)電極多對(duì)線圈并適當(dāng)安排兩者的不同組合，就可獲得比一個(gè)磁場(chǎng)一對(duì)電極更豐富的測(cè)量信息，經(jīng)過數(shù)學(xué)處理后可得到非軸對(duì)稱流型流體的準(zhǔn)確流量，再通過進(jìn)一步的圖象重構(gòu)和信息處理，可復(fù)現(xiàn)原流場(chǎng)，這將有助于流體其它特性和狀態(tài)的研究。
4 超聲流量計(jì)
超聲流量計(jì)已有25年的歷史，可作為對(duì)非導(dǎo)電性液體準(zhǔn)確的、無機(jī)械阻礙的流量測(cè)量?jī)x表，其技術(shù)發(fā)展方向是傳感器與管道壁的一體化設(shè)計(jì)，全焊接結(jié)構(gòu)，無壓力損失。現(xiàn)已有多種測(cè)量技術(shù)和產(chǎn)品：多普勒超聲流量計(jì)、時(shí)差式超聲流量計(jì)、不滿管超聲流量計(jì)、插入式超聲流量計(jì)等。
值得指出的是，自90年代以來氣體超聲流量計(jì)象一顆耀眼的新星驟然升起。它在天然氣工業(yè)中的成功應(yīng)用有突破性進(jìn)展，一些天然氣流量計(jì)量的疑難問題可望解決。據(jù)稱由于準(zhǔn)確度高和維修費(fèi)用低，多聲道氣體超聲流量計(jì)已被氣體工業(yè)界接受，它是自氣體渦輪流量計(jì)后被氣體工業(yè)界接受的最重要的流量計(jì)量器具。至今已有12個(gè)國(guó)家的政府機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)氣體超聲流量計(jì)為法定計(jì)量器具，在國(guó)外天然氣工業(yè)的貿(mào)易輸送、氣體分配、調(diào)合、控制和檢漏等方面都開始采用它。從近二三年的發(fā)展看，氣體超聲流量計(jì)也具有理論上無需進(jìn)行流量標(biāo)定、與介質(zhì)無關(guān)等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)正逐步走向?qū)嵱没?guó)外一些著名儀表公司都已批量生產(chǎn)，包括用于主管道的大口徑流量計(jì)和家用煤氣表已經(jīng)積累了相當(dāng)多的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，其價(jià)格將逐步降低，可以預(yù)測(cè)它將占有較大的市場(chǎng)。
5 直接式質(zhì)量流量計(jì)
我國(guó)目前正處于能源更新?lián)Q代的歷史時(shí)期，油品和燃?xì)獾牧髁繙y(cè)量必將成為流量測(cè)量技術(shù)發(fā)展和流量?jī)x表新產(chǎn)品開發(fā)的重要課題。熱式質(zhì)量流量計(jì)和科里奧利質(zhì)量流量計(jì)是兩種重要的直接式質(zhì)量流量?jī)x表。
熱式質(zhì)量流量計(jì)的工作原理基于質(zhì)量流量與熱量損失成正比。其特點(diǎn)是傳感器可由一體成形管做成，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固壽命長(zhǎng)，可相當(dāng)精確地測(cè)量高溫低速流體，其抗腐蝕、防爆、抗污、耐磨等問題均已滿意地得到解決，成本也相對(duì)較低，在節(jié)能、貿(mào)易、物料平衡等方面被選用。
科里奧利質(zhì)量流量計(jì)是一種新型儀表，利用流體在振動(dòng)管內(nèi)流動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科氏力原理來制成。它可直接用于測(cè)量介質(zhì)的質(zhì)量、密度、溫度，具有測(cè)量精度高、量程比寬、測(cè)量范圍廣等特點(diǎn)。而且，由于其測(cè)量原理的特殊性，還可用于測(cè)量高壓氣體、高粘度流體、非牛頓流體等較特殊的介質(zhì)；用于較重要的各種進(jìn)料的混合及批量計(jì)量，流量計(jì)量控制，快速多變的密度測(cè)量，產(chǎn)品的質(zhì)量控制和監(jiān)視的場(chǎng)合。它用于高壓天然氣計(jì)量的可行性已無可置疑，還能較好地處理氣液兩相的液化石油氣。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，肯定它會(huì)不斷有所改進(jìn)創(chuàng)新。
6 新一代固態(tài)傳感器與智能壓力／差壓變送器
微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，促進(jìn)了微機(jī)械加工技術(shù)日益更新。它引伸到儀表領(lǐng)域，奠定了現(xiàn)代傳感器的技術(shù)基礎(chǔ)，推動(dòng)著全新的固態(tài)傳感器和集成化智能變送器的發(fā)展和實(shí)用化，現(xiàn)已取得了引人注目的成果。固態(tài)傳感器與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)型傳感器相比較，在技術(shù)和性能上發(fā)生了質(zhì)的變化，它使傳感器技術(shù)向微型化、高精度、低功耗、智能化方面邁出了一大步，這標(biāo)志著檢測(cè)傳感器與變送器將發(fā)生一場(chǎng)劃時(shí)代的變革。
近年來，多種微結(jié)構(gòu)的固態(tài)硅傳感器已被開發(fā)出來并投入生產(chǎn)應(yīng)用。如微型伺服加速度計(jì)、微結(jié)構(gòu)加速度開關(guān)、微硅振環(huán)陀螺、微硅諧振式壓力傳感器、微硅質(zhì)量流量計(jì)等，人們預(yù)測(cè)，許多傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)型傳感器所能實(shí)現(xiàn)的各種原理，采用微機(jī)械加工技術(shù)同樣可以做出各種微結(jié)構(gòu)傳感器，在此基礎(chǔ)上再實(shí)現(xiàn)傳感器與處理器集成化，就可設(shè)計(jì)出新一代數(shù)字式智能變送器。典型的事例是日本橫河公司的EJA型智能壓力／差壓變送器，它采用先進(jìn)的單晶硅諧振式傳感器，這在變送器工作原理上是具有技術(shù)創(chuàng)新性質(zhì)的突破。人們?cè)u(píng)價(jià)說，它已成為當(dāng)今變送器家族中比較具有活力的產(chǎn)品。代表著檢測(cè)儀表發(fā)展的重要方向。
7 微波物位計(jì)（雷達(dá)物位計(jì)）
基于雷達(dá)測(cè)量技術(shù)的新發(fā)展，近年來高性能、低價(jià)格的微波物位計(jì)已真正大量進(jìn)入過程檢測(cè)儀表市場(chǎng)。化工、石化、醫(yī)藥、食品等工業(yè)普遍存在高溫、高壓、腐蝕、揮發(fā)、冷凝等復(fù)雜工況條件，必需采用非接觸式測(cè)量方法才能達(dá)到長(zhǎng)期可靠運(yùn)行的效果。因此，微波物位計(jì)在各種連續(xù)式物位計(jì)中市場(chǎng)增長(zhǎng)率為最高。
微波是一種電磁波，其傳播速度不受介質(zhì)特性影響。微波物位計(jì)是利用無線電回波測(cè)距原理實(shí)現(xiàn)物位測(cè)量的。微波從天線發(fā)出，在被測(cè)目標(biāo)反射后回波再被無線接收，按微波來回傳播時(shí)間來計(jì)算距離即是物位。目前微波物位計(jì)有脈沖雷達(dá)和調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)兩種。近年推出的普及型微波物位計(jì)大多采用脈沖方式，精度已達(dá)（0．2％～0．3％）FS，價(jià)格較低，能滿足一般測(cè)量要求。調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)是將距離轉(zhuǎn)換為頻率進(jìn)行測(cè)量、能得到較高精度。這兩種微波物位計(jì)被測(cè)物體通常限于液體為主。
對(duì)于粉料測(cè)量、干料測(cè)量、界面測(cè)量、漿料液位、帶泡沫液位的連續(xù)測(cè)量歷來是物位測(cè)量的難點(diǎn)，這時(shí)可采用相位跟蹤法通過測(cè)量發(fā)送射頻波與從物料表面反射回波之間相位角來測(cè)量物位。這種測(cè)量方法能取得良好效果。
8 儲(chǔ)罐計(jì)量測(cè)量?jī)x表--磁致伸縮式液位計(jì)
物位儀表當(dāng)前發(fā)展的重要領(lǐng)域是罐區(qū)管理及其計(jì)量自動(dòng)化。儲(chǔ)罐計(jì)量是指對(duì)大型儲(chǔ)罐內(nèi)儲(chǔ)液存量進(jìn)行測(cè)量，從而獲得儲(chǔ)庫庫存量，它是一個(gè)企業(yè)掌握庫存資料，以便指導(dǎo)生產(chǎn)和銷售的重要管理項(xiàng)目。采用儲(chǔ)罐計(jì)量會(huì)比采用流量計(jì)更經(jīng)濟(jì)、精度更高。因此，庫存量測(cè)量要求高的測(cè)量精度和高的測(cè)量復(fù)現(xiàn)性。
現(xiàn)用測(cè)量方法有3種：一種是體積測(cè)量法，通過液位和溫度測(cè)量而計(jì)算出儲(chǔ)液體積，然后再換算成重量；另一種是重量測(cè)量法，通過液柱靜壓強(qiáng)測(cè)量而計(jì)算出儲(chǔ)液重量；第三種是混合式測(cè)量系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)高精度液位和界位測(cè)量，能獲得高精度的體積，又能實(shí)現(xiàn)高精度平均密度測(cè)量，從而獲得高精度質(zhì)量計(jì)量。在這里，能否高精度測(cè)量?jī)?chǔ)罐液位及油水界面是系統(tǒng)的關(guān)鍵，因此液位計(jì)的選擇至關(guān)重要。
目前在大量程液位計(jì)中可達(dá)到1mm精度的有雷達(dá)物位計(jì)、伺服型浮子液位計(jì)和磁致伸縮式液位計(jì)，相比之下，用磁致伸縮式物位計(jì)裝在儲(chǔ)罐頂上，同時(shí)在罐底安裝高精度壓力變送器，然后配上一套包括數(shù)據(jù)采集器的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)和一套供業(yè)務(wù)管理的遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，就可以組成十分完善的混合式儲(chǔ)罐計(jì)算系統(tǒng)。它經(jīng)過油庫實(shí)際運(yùn)行獲得滿意的效果。
磁致伸縮式液位計(jì)是將磁致伸縮線性位移傳感器引用來測(cè)量高精度大量程的新型液位計(jì)，能同時(shí)測(cè)量液位和液液界面及多點(diǎn)溫度。最大量程可達(dá)18m，測(cè)量精度達(dá)±0．5mm或±0．05％FS，重復(fù)性達(dá)0．002％FS，傳感元件是非接觸式的，由一根測(cè)桿和套在桿上可滑動(dòng)浮子組成，兩個(gè)不同比重的浮子浮在液面和油水界面，測(cè)桿由保護(hù)外管、波導(dǎo)管及銅導(dǎo)線三層組成，它無磨損，可靠耐用，能耐高溫、高壓、不受介質(zhì)比重影響，不受過程壓力變化的影響，解決了原來液位測(cè)量中的許多難題。
9 智能閥門定位器
智能閥門定位器是新一代智能化、氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)不可缺少的配套產(chǎn)品。它內(nèi)裝高集成度的微控制器，采用電平衡（數(shù)字平衡）原理代替?zhèn)鹘y(tǒng)的力平衡原理，將電控命令轉(zhuǎn)換成氣動(dòng)定位增量來實(shí)現(xiàn)閥位控制；利用數(shù)字式開、停、關(guān)的信號(hào)來驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作；閥位反饋直接通過高精度位置傳感器，實(shí)現(xiàn)電／氣轉(zhuǎn)換功能，因而具有提高輸出力、提高動(dòng)作速度和調(diào)節(jié)精度（最小行程分辯率可達(dá)0．05％），克服閥桿摩擦力，實(shí)現(xiàn)正確定位等特點(diǎn)。
智能閥門定位器具備許多符合現(xiàn)代過程控制技術(shù)要求的功能：對(duì)所有控制參數(shù)都可組態(tài)的功能（如死區(qū)、正反作用、報(bào)警上下限、行程零點(diǎn)、行程范圍、執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型選擇等），實(shí)現(xiàn)分程控制功能，實(shí)現(xiàn)上行、下行速度調(diào)節(jié)功能，實(shí)現(xiàn)線性、等百分比、快開等特性修正功能，自校正功能、自診斷功能，故障報(bào)警及故障處理功能，多種通信支持功能等。
由于智能閥門定位器的功能完善，對(duì)降低投資、節(jié)約能源、提高過程控制水平能帶來極大益處，現(xiàn)已越來越受到用戶的關(guān)注，并被選用。同時(shí)，它與智能變送器一起將徹底改變現(xiàn)場(chǎng)儀表的狀況，促使過程控制早日進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的新時(shí)代。
10 中國(guó)電磁閥載譽(yù)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)
電磁閥作為自動(dòng)化儀表的一種重要的執(zhí)行器，近年來需用量急劇上升，其銷量已超過調(diào)節(jié)閥。它是開關(guān)信號(hào)控制，動(dòng)作快速，使用特別安全，市場(chǎng)潛力很大。
我國(guó)電磁閥的制造生產(chǎn)，在學(xué)習(xí)、借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，依靠自身不斷發(fā)明創(chuàng)造，至今有了長(zhǎng)足進(jìn)步。值得一提的是，早在1981年浙江永久科技實(shí)業(yè)公司率先發(fā)明了多功能電磁閥系列，榮獲日內(nèi)瓦國(guó)際新技術(shù)金獎(jiǎng)，接著立足于應(yīng)用，對(duì)電磁閥進(jìn)行精簡(jiǎn)化、智能化、通用化、專用化方面的創(chuàng)新研究，先后設(shè)計(jì)了新穎的多路電磁閥、雙聯(lián)組合電磁閥、三位電磁閥、數(shù)字閥、自保持電磁閥、反沖過濾閥、精巧電磁閥（蒸汽）、燃?xì)怆姶砰y以及水廠用、油用、消防用電磁閥等等，其中多項(xiàng)技術(shù)獲得美國(guó)、日本、歐盟專利而產(chǎn)品出口外國(guó)。1998年又成功地開發(fā)了液化石油氣LPG雙燃料汽車燃供系統(tǒng)用組合閥，符合我國(guó)環(huán)保法規(guī)要求，可靠、價(jià)廉，完全能取代進(jìn)口產(chǎn)品。它證明國(guó)產(chǎn)電磁閥的質(zhì)量與性能是先進(jìn)的。我們提倡樹立民族自信心。支持民族電磁閥工業(yè)，優(yōu)先選用國(guó)產(chǎn)電磁閥。當(dāng)然也應(yīng)看到電磁閥行業(yè)不正當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)十分嚴(yán)重，偽劣假冒現(xiàn)象使消費(fèi)者深受其害。
11 新一代全功能超輕型調(diào)節(jié)閥
調(diào)節(jié)閥是過程控制中重要的終端控制儀表，它是一種內(nèi)含控制流體流量的可變節(jié)流件的壓力密體組件，在管路中具有調(diào)節(jié)、切斷和分配流體的功能。在過去30多年里調(diào)節(jié)閥產(chǎn)品結(jié)構(gòu)沒有大的改變，更說不上更新?lián)Q代。以往人們只是在改進(jìn)和完善上下功夫，在80年代初曾出現(xiàn)精小型調(diào)節(jié)閥，將調(diào)節(jié)閥的高度和重量降低30％，但在功能和可靠性上沒有突破，這顯然與過程自動(dòng)化技術(shù)的高速發(fā)展不相適應(yīng)，因而特別受到人們關(guān)注。
近年來，重慶華林機(jī)械工程公司創(chuàng)新設(shè)計(jì)成功新一代全功能超輕型調(diào)節(jié)閥，針對(duì)傳統(tǒng)調(diào)節(jié)閥的笨重、品種繁多、功能不全、可靠性差等問題進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)與改型，取得創(chuàng)新成果。迄今已試產(chǎn)并經(jīng)生產(chǎn)使用，效果良好，倍受用戶肯定、信賴、鼓勵(lì)和關(guān)注，看來將逐步取代傳統(tǒng)調(diào)節(jié)閥，特別是它與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的配套，對(duì)促進(jìn)我國(guó)電動(dòng)執(zhí)行器的推廣應(yīng)用能做出更大貢獻(xiàn)。
新一代超輕型調(diào)節(jié)閥在重量上比傳統(tǒng)調(diào)節(jié)閥減輕60％～80％，高度下降50％～70％；功能上具備調(diào)節(jié)、切斷、大壓差、防堵、耐蝕、耐高溫高壓全部功能，品種規(guī)格簡(jiǎn)化60％～70％；閥桿閥芯閥座部件加強(qiáng)密封，減小摩擦、防止堵卡，提高壽命，泄漏率達(dá)10－6～10－7。人們期待新一代產(chǎn)品問世。
12 智能電動(dòng)執(zhí)行器
智能電動(dòng)執(zhí)行器系列是一類新型終端控制儀表，它根據(jù)控制電信號(hào)，直接操作改閥的位移。由于人們對(duì)控制系統(tǒng)的精度和動(dòng)態(tài)特性提出了越來越高的要求，選用電動(dòng)執(zhí)行器與控制系統(tǒng)連接，直接接受電控制信號(hào)，能夠獲得最快響應(yīng)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)控制也更為合理、方便、經(jīng)濟(jì)，因而受到用戶的歡迎。這樣還可免去采用氣動(dòng)執(zhí)行器必需配置良好的氣源設(shè)備投資和現(xiàn)場(chǎng)氣路管線安裝的麻煩。
新型電動(dòng)執(zhí)行器大都將伺服放大器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)合為一體，并增設(shè)了行程保護(hù)、過力矩保護(hù)和電動(dòng)機(jī)過熱保護(hù)等以提高可靠性，還具有斷電信號(hào)保護(hù)、輸出現(xiàn)場(chǎng)閥位指示和故障報(bào)警功能。它可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作或遠(yuǎn)方操作，完成手動(dòng)操作及手動(dòng)／自動(dòng)之間無擾動(dòng)切換。
智能電動(dòng)執(zhí)行器則利用微機(jī)技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)通信技術(shù)擴(kuò)大功能，實(shí)現(xiàn)雙向通信、PID調(diào)節(jié)、在線自動(dòng)標(biāo)定、自校正與自診斷等多種控制技術(shù)要求的功能，有效提高控制水平，現(xiàn)已越來越受到用戶的選用和關(guān)注。
參考文獻(xiàn)：
［1］吳秋峰，等．迎接21世紀(jì)工業(yè)控制的一些思考．測(cè)控技術(shù)，1999（2）
［2］張?jiān)谛?，等．用于工業(yè)過程檢測(cè)的分布式光纖溫度傳感器．上海：′99工業(yè)儀表與自動(dòng)化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集．中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)過程檢測(cè)控制儀表分會(huì)，1999
［3］王京安．一體化節(jié)流式流量計(jì)．自動(dòng)化儀表，1998，19（8）
［4］李傳經(jīng)．流量測(cè)量的技術(shù)發(fā)展動(dòng)向．里斯本：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO TC30會(huì)議概況，1998
