这里最重要的、有决定性意义的是，充填量检测技术允许在封闭的料仓和容器中进行检测——为了了解充填量检测传感器领域的发展趋势和研发成果，本刊采访了传感器技术专家的代表性企业，比利时Magnetrol公司。通过采访得知，雷达探测系统不仅仅能够证明超速驾驶者的违章行为、发现空中飞行的飞机，而且还能胜任更多的任务。

充填量检测，也就是容器内液体高度的检测——没有什么比这更容易的事情了。因为已经有许多成熟的技术、不同的方法可以用来检测容器中液体和松散物料的高度。但看似简单的事情中也隐含着许多难题。许多介质，包括存放这些介质的料仓和容器都对充填量检测提出了艰巨的挑战。它们内部安装的梯子、挡板或者搅拌器等装备都需要采用合适的检测原理进行检测。容器内介质产生的蒸汽、泡沫都能导致虚假的充填量检测结果，像密度和导电性等被存储介质的性质都影响着它们是否可以采用电容原理的充填量检测技术。也正因为如此，脉冲技术的检测方法被看做是充填量检测中的王牌，雷达、微波、超声波的脉冲从上向下发射到容器内进行充填量检测。当这些脉冲触及到被测介质的表面时，部分脉冲能量会被反射回来，作为回波被接收到。根据脉冲信号往返的时间可以计算出充填量的高度——这是一种完全不接触被测介质的检测方法。

“理想的情况下应该是不接触被测介质的充填量检测。”比利时Magnetrol公司总经理Marc Baert先生介绍说道。1998年时，这家公司向市场投入了自己研发的第一种雷达传感器，并从此彻底改变了他们的产品组合：原来是位移式、悬浮式液位显示仪器设备，而今天的雷达检测仪是他们的旗舰产品。“浮力原理的检测技术总是会受到一些使用限制的，例如液体介质产生的泡沫、或者不同的比重等带来的问题，而这些问题都可以用雷达原理的充填量检测技术来解决。”

不论是制导雷达还是非制导雷达的液位检测传感器都能在料仓或者容器中可靠的检测液位的高度

光速的检测水平

脉冲检测的原理非常简单，但技术设备却非常复杂，脉冲信号的运行时间精确到了纳秒级的水平，因此也要求高速采集脉冲信号、迅速完成相关计算。而不同的脉冲波形常常需要非常复杂的设置，像超声波这类波形还与被测介质有着直接的关系。不需要标定的、或者不需要定期清理的不多。只有一种脉冲检测技术例外，即雷达。作为一种定位方法，雷达定位技术早在1930年就已经问世了。20世纪70年代时，人们开始讨论雷达技术在容器中液位检测中的应用了，但直到1989年第一台雷达液位检测仪才问世。

雷达液位传感器使用的微波脉冲频率在2GHz以上，是一种按照光速传播的微波脉冲。1m的间距内这种微波脉冲的往返时间只有大约3.4ns，是光在真空以及所有气体环境中传播的速度。雷达液位检测技术的优点非常清楚，即准确的，几乎与介质性质无关的非接触式检测。但雷达检测技术也有一个弱点，即容器的内部构造、横截面的变化都会因干扰性的反射波影响检测。

硬币的两面

然而，只用一个小技巧就能够避免雷达检测技术的这一缺点，制导雷达引导着雷达脉冲沿金属探针的方向发射雷达脉冲。当雷达脉冲触及被测液体表面时，部分雷达波的能量反射到金属探针上，这便恰好保证了准确、可靠的液位检测。这样，雷达信号就可以穿过介质产生的蒸汽云，进入其内部，因此随后就只剩下搅拌器这一个难点了。就是在搅拌装置这一难点上，比利时的传感器技术专家也拿出了合适的解决方案：“我们提供给客户的最新型制导雷达液位检测系统采用了弧形探针。”Baert先生说。这一解决方案在制药和生物技术领域中非常受欢迎。今天，Magnetrol公司每年生产大约两万只传感器，其主要客户来自石油、天然气和石油化工等领域。但其他工业领域中对充填量检测精度要求很高时，也都会购置这种有着最高精度的充填量检测传感器。

在检测技术达到了始终保持高精确、坚固耐用和多种多样的应用之后，研发人员又集中精力侧重于数据分析评判方面了：复杂的算法语言可以滤除干扰信号和噪音，也把需要存储的数据减少到了最低程度，仅包含了偶尔出现的偏差。其他的发展趋势，例如无线数据传输，目前还没有多大的意义；Magnetrol公司负责全球服务和技术支持的Annick Halterman女士介绍说：“许多用户目前还在使用双线传输数据的技术标准。”

非接触式和制导检测技术是一枚硬币的正反面。Halterman女士说：这不取决于采用什么标准，相反取决于知道：哪一种技术更先进。即使是在同一设备中，不同的传感器会使设备的性能更加完美。

目前已经有许多成熟的技术、不同的方法可以用来检测容器中液体和松散物料的高度，但这看起来非常简单的事情之中也存在一定的问题。也正因为如此，脉冲技术的检测方法被看做是充填量检测中的王牌，雷达、微波、超声波的脉冲从上向下发射到容器内进行充填量检测。根据脉冲信号往返的时间可以计算出充填量的高度——这是一种完全不接触被测介质的检测方法。

制导雷达或者非制导雷达

非接触式的雷达检测传感器有着一系列无可争议的优点，如容器、料仓内没有安装部件，检测时与介质的密度、导电性或者介质的温度无关，但受到料仓、容器内部搅拌和安装在它们内部机械装置的影响。利用制导雷达可以很好地解决这一问题，是不错的替代解决方案，但它有探针插入到容器中。

因此，Magnetrol公司提供了两大系列的雷达式充填量检测方案：非接触式Pulsar脉冲雷达和制导雷达式的Eclipse导波雷达。两种雷达传感器都使用24V直流电，都获得了Atex II级的易燃易爆安全防护认证。Pulsar脉冲雷达适合于在标准的过程控制和存储应用中使用，尤其是非金属容器中使用；而Eclipse波导雷达则适合于在高温、高压环境中使用（400℃，345bar压力），并具有溢流保护功能。由于制导雷达式的传感器金属探针要插入容器内部，因此有腐蚀性的或者高腐蚀性的介质的液位检测时应优选非制导雷达式的雷达传感器。