黏滞、稠密、对温度敏感——涂料生产过程中的原料似乎很难让人和光鲜亮丽的彩色成品联系在一起。因此，多年以来，大多数现有的物位测量技术都在原料罐的严苛测量条件下艰苦挣扎。
来源：荣格-《涂料与油墨—中国版》
涂料为生活的方方面面都带来了色彩，不过对于许多用户来说，这还不是最重要的，涂料最重要的功能其实是抵御恶劣的天气和污垢。在采油平台等领域中，防腐也很重要，涂料可以帮助物体不受风雨的侵蚀。
Part 01
非接触式雷达测量技术在涂料生产原料的应用
涂料的生产需要大量的经验和敏锐的直觉。西班牙帝斯曼树脂涂料有限公司 (DSM Coating Resins Spain, S.L.) ，作为一家历史悠久经验丰富的涂料生产商却在一个多元醇储罐的测量上遇到了一些困难。多元醇是生产溶剂型涂料的一种重要原料，它质地黏稠，在低温下会形成固体，非常容易导致严重的粘附。因此，这个储罐一般保持在 60 到 80 °C，但即便如此，罐内的涂料还是会很快地粘在一起。精确的物位测量不仅对于生产的安全性十分重要，在安排原料进货时，用户也需要实时了解现有库存这个关键数据。
介质过于黏稠
之前，用户采用差压技术来测量该储罐液位，测量经常出现错误。一般来说，当介质粘附性很强时，差压测量并不是最理想的解决方案。测量差压，需要在罐体开两个孔，这在粘附严重的情况下显然会造成困难。下方的压力仪表因为直接接触介质，所以需要仪表在强粘附的情况下也能进行可靠的测量，对仪表提出了极高的测量要求。更麻烦的是，下方的仪表在生产过程中无法直接拆卸替换，必须要排空储罐，导致清洁和维护非常耗费人力且成本高昂。不过，帝斯曼的工作人员还是先尝试了各种补救措施，试图实现可靠的测量。操作员甚至一度关闭了进氮气的接管，排除它造成的压力变化，但最终还是毫无效果。
（左）储罐内为多元醇，一种重要的溶剂型涂料生产原料 （右）通过罐旁显示器可在现场快速查看物位
然而，这一测量难题的解决办法却出乎意料的简单：一台 DN80 接口的雷达物位计 VEGAPULS 6X 被尝试着安装到了储罐上。首先，非接触式的测量技术本身就更适合粘附性介质；其次，雷达测量技术不受氮气或压力的影响，无需像之前的差压仪表那样反复调零。此外，仪表的装卸也非常方便，并且基本上无需维护。
VEGA plics® 设计
现在就只剩一个问题：新仪表是否能够在黏稠的粘附工况中正常工作呢？固液皆可测的新型 VEGAPULS 6X 雷达物位计采用高频测量技术，上市以来已经解决了许多测量难题，不仅让仪表有更好的聚焦能力，并且它还拥有非常大的动态范围，这两个特性使它在严苛的测量环境中尽显实力。
轻松避开挂料
一般来说，要通过雷达测量获得可靠的物位，干扰信号必须要小于真实的物位信号。但在介质黏稠、粘附性强的容器中，干扰信号偏偏会更强。低频的雷达物位计在天线大小为 DN80 时，发射角为 10° 左右，而采用高频测量技术的 VEGAPULS 6X 的发射角仅有 3°。因此，即使是在强粘附容器中，出现黏稠的胶状介质严重挂壁这样的情况，该仪表也能够可靠测量，因为它的雷达波可以轻松避开挂料。
其他测量难点对于这台仪表来说也是小菜一碟。在罐内过程温度高于罐外环境温度的应用中，天线上就会出现结露和粘附。这是因为雷达物位计一般安装在罐顶，也就是罐内温度最低的地方，所以非常容易出现冷凝。在 VEGAPULS 6X 的研发过程中，研发人员专门考虑到了这一点，对仪表近距离范围内的信号灵敏度做出了调整。动态范围根据距离进行调整后，有效降低了天线上的干扰物造成的影响，同时也保证了测量实际介质时的高灵敏度。
迅速实现改造
得益于两家公司长久的合作关系，帝斯曼很快就决定采用 VEGA 这款新仪表。同时，经过多年实践的 VEGA plics® 仪表设计理念（模块化设计）更是让一切都变得简单很多。仪表的操作界面都是统一的，所以这次升级改造非常容易。另一个特别的优势是安装时无需对罐体本身进行任何改造，也无需排空介质。此外，仪表不用进行测试，员工也无需培训，因为他们都已经十分熟悉 VEGA 仪表的操作方式。最重要的是，仪表一安装上去，就证明粘附严重这个主要的测量难点对这台表不构成任何问题。从初始投用，它的表现就无可指摘，实现了可靠且准确的物位测量。
帝斯曼对仪表便捷灵活的装卸和调试留下了尤其深刻的印象，并且对可以连接蓝牙的 Plicscom 模块非常感兴趣。他们认为，这个功能在防爆区域很有帮助，只需下载 VEGA Tools APP，操作人员就可以在远离测量点的地方安全地看到测量数据，无需靠近危险区域，保障了操作人员的人身安全。该模块还具备显示和操作功能，甚至还可以在不打开表盖的情况下，使用磁笔透过表盖的视窗对仪表进行操作，在兼顾可视性的同时，保证设备始终受到保护。
Part 02
导波雷达测量技术用于汽车涂料罐的可靠测量
在汽车涂料生产车间，各种原材料被汇在一起，它们对测量都提出了不同的挑战。在部分工艺段中，由于搅拌速度非常快，涂料被四溅飞起，容易造成测量仪表的严重粘附。
某客户为知名大型汽车制造商，在使用 VEGA 导波雷达液位计之前，他们使用的是不锈钢膜片压力变送器和电容液位计来测量，但均有不同的测量问题。压力变送器的问题在于涂料罐内搅拌时，搅拌桨容易把不锈钢膜片弄坏，并且由于搅拌速度比较快，会产生大量气泡，造成信号干扰，影响测量结果。另外，由于要将压力值转换为液位值，使用压力变送器还需要不断调整待测液体的密度值，否则最终算出的液位精度较低。而电容液位计的测量问题则在于现场进液标定满量程，非线性误差较明显，此外，同样的，由于涂料原料会经常变化，密度也会随之改变，造成测量误差，需再重新调试仪表。使用电容液位计测量还会受液体介电系数、导电系数、沾附残余液体等影响，这也会造成测量误差。
经与该汽车制造商的技术沟通，最终决定采用 VEGAFLEX 81 导波雷达液位计来进行测量，雷达波定向传导，这样的方式基本可以避开罐内的障碍物。此外，相对于压力变送器和电容液位计，导波雷达液位计不会受到测量介质影响，也不受环境影响，测量更加稳定可靠。另外，导波雷达液位计调试简单，即使待测介质发生变化，也不用像压力变送器和电容液位计需要再次调试标定，非常适用于该汽车厂商对于不断变化的涂料罐应用的测量，现场效果非常理想。
什么是导波雷达测量技术？
导波雷达测量技术指雷达脉冲沿着缆式或棒式测量探头传导并被产品表面反射。TDR (Time domain reflectometry 时域反射技术)物位计的测量探头确保信号在不受干扰的情况下到达介质，一部分信号会被反射，另一部分信号会继续沿传输路径传输，因此该方法不仅可以测量液位、料位，还可以测量液体中的界面。
VEGAFLEX 81 导波雷达液位计的测量优势
VEGA 导波雷达液位计采用了集成的智能化技术，具有高精度、高稳定性、易于安装和操作等特点。它能够测量各种类型的涂料液体，包括黏稠度高、颗粒含量大的，工艺带水汽的等涂料。与传统的测量方法相比，导波雷达液位计具有更高的准确性和稳定性。
▷ 文字编辑 | Sabrina Feng
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