21世纪已经到来，人们将进入以知识经济为特征的信息时代。微电子技术、计算机技术、通信网络技术和自动化技术将继续高速发展，作为工业自动化技术工具的自动化仪表与装置也将跨入真正的数字化、智能化、网络化的时代。
传感技术、计算机技术与通信技术一起构成现代信息的三大基础。有的专家认为：在计算机与自动化领域内，80年代的热点是个人计算机，90年代是计算机网络，而21世纪第一个10年的热点很可能是传感、执行与检测。这种预测是有一定根据的。近几年，微电子、微机械、新材料和新工艺的发展与计算机、通信技术的广泛应用，将可能创造出新一代的传感与检测系统。有人称之为智能传感技术或者现代传感技术，它与现场总线技术相结合，必将对自动化仪表与装置的技术发展产生重大影响。
关于21世纪工业自动化和工业控制计算机的发展，已有不少文章作了论述。本文仅就近期的一些文章介绍和作者的认识，对检测仪表与执行器的技术进展作些介绍，以期能展开更多的讨论和创新。
检测仪表与执行器是生产过程自动化和经营管理现代化的基础，特别受到人们的重视。随着工业自动化技术进展，它们起着越来越为重要的作用，因为没有性能好、精度高、质量可靠的仪表检测到各种有关的信息，要实现高水平的自动化就是一句空话。
在工业过程检测方面，常规的温度、压力、流量与物位4大热工变量的检测已经有较成熟的技术基础和产品。新一代的检测仪表主要特点是数字化和智能化，它们是以微计算机为核心，可以自动调零、线性化、补偿环境因素变化，并配置图形显示仪表，直观地表达测量结果。在检测技术方面，超声、微波、激光等新技术正被大量采用，用以解决不同工业领域遇到的特殊测量问题和提高性能的要求。因此，检测仪表与执行器的当务之急，一方面要积极改进既有的测量方法，进一步完善创新和实现微机化与智能化；另一方面是采用新的测量原理，开发新的检测仪表，扩大自动检测的新领域。下面将介绍人们关注的流量、压力、物位等几种检测仪表和执行器的技术进展。
1 分布式光纤温度传感网络
清华大学吴秋峰教授在《迎接21世纪工业控制的一些思考》一文中提到：智能传感技术与计算机网络技术相结合，就产生了智能传感网络的概念。它将致力于智能传感网络通信功能的研究和各种技术的融合，做到信息采集、传输、处理的集成与协同，这必将对工业控制、集成自动化等产生影响。
联系这个技术动向，首先介绍一种用于工业过程检测的分布式光纤温度传感网络。它是一种实时、在线、多点光纤温度测量系统，是近年来发展的、用于实时测量空间温度场的高新技术，成为工业过程控制中的新检测方法与技术。系统中的光纤既是传输媒体又是传感媒体，利用光纤背向喇曼散射的温度效应，光纤所处空间各点温度场调制了光纤中的背向喇曼散射的强度，经波分复用器和光电检测器采集了带有温度信息的背向喇曼散射光电信号，再经信号处理，解调后将温度信息实时从噪声中提取出来并进行显示，它是典型的激光光纤温度通信网络。在一根2km光纤上可采集1 000个温度信息并能进行空间定位，已经应用于煤矿、隧道的火灾自动温度报警系统，也可用于油库、危险品仓库的温度报警和大型设备温度分布测量等。分布式光纤温度传感网络的传感光纤不带电，抗射频和电磁干扰，防燃、防爆、抗腐蚀、耐高电压和强磁场、耐电离辐射，能在有害环境中安全运行，系统具有自标定、自校准和自检测功能。
为了跟踪高新技术在工业过程实时检测方面的应用，我们期望这类智能传感网络将会更多被研究开发出来。
2 一体化节流式流量计
世纪之交，在流量检测技术方面亦没有出现全新的仪表。但是，具有真正智能化功能的各种流量仪表将蓬勃地发展起来，例如智能差压变送器的发展，已使人们看到节流装置仍会有很强的生命力。
一体化节流式流量计是将节流装置、差压变送器与流量显示装置融为一体构成的流量测量系统。它引入了节流定值的概念，使差压式流量计跨上了一个新台阶，是流量仪表的一次革新。专家们说：差压式流量计新的辉煌时期即将到来。
一体化节流式流量计优选喷嘴为节流件（也可选用孔板），毋需实流标定，耐腐蚀，压损小，检定周期长，方便用户更换，便于批量生产，降低节流件造价；它将节流装置与差压变送器做成一体，可消除现场安装偏心或不垂直等可能带来的附加误差，不仅保证了安装准确性和测量精度，而且缩短了引压管线，减少了故障率，改善了动态特性，这对于自控系统有重要意义。它配置宽量程差压变送器和显示装置可方便地对在线节流装置进行迁移和扩展量程，使流量计范围度达6∶1～10∶1，它对流量系数、可膨胀系数都采取实时计算，对密度进行查表，因而不确定度可忽略不计，保证测量精度能大幅度提高。根据近期资料介绍一体化节流式流量计在新建工厂中已较多应用，有着广阔的市场前景。
3 电磁流量计
在众多流量仪表中，电磁流量计是发展较快的流量检测仪表，这是由于它具有的一些特出优点。电磁流量计的发展方向是小型化和智能化。
近年来，电磁流量计在励磁技术、内衬技术、智能化技术方面都有新的进展。如励磁技术上发展的双频矩形波技术，实现了零点稳定性和响应速度、抗干扰能力的良好统一，使得流量信号幅度为通常电磁流量计的10倍。具有高信噪比，可适用于纸浆、矿浆等测量。在绝缘衬里材料方面，目前已有采用工业陶瓷衬里，它耐腐蚀、耐磨损、高温高压下不变形，电极与衬里间相烧结以解决管壁渗漏问题；还有无电极电磁流量计是由陶塑衬里感应在管壁上形成电极，经特种信号处理而获取流量信号，可以测电导率极低（0．05μS／cm）的污水流量；在智能化技术方面，借助微处理器和软件编程技术，可实现拓宽量程，补偿测量误差、零点校正、励磁自诊断、正反相流判断、空管与不满管的自诊断等，都极大地增强电磁流量计技术性能和测量功能，而可靠性和稳定性的改善尤为特出。
将电磁流量测量技术与过程层析成像技术相结合，正在开辟着过程检测的新领域。其原理是借助电容式多对电极多对线圈并适当安排两者的不同组合，就可获得比一个磁场一对电极更丰富的测量信息，经过数学处理后可得到非轴对称流型流体的准确流量，再通过进一步的图象重构和信息处理，可复现原流场，这将有助于流体其它特性和状态的研究。
4 超声流量计
超声流量计已有25年的历史，可作为对非导电性液体准确的、无机械阻碍的流量测量仪表，其技术发展方向是传感器与管道壁的一体化设计，全焊接结构，无压力损失。现已有多种测量技术和产品：多普勒超声流量计、时差式超声流量计、不满管超声流量计、插入式超声流量计等。
值得指出的是，自90年代以来气体超声流量计象一颗耀眼的新星骤然升起。它在天然气工业中的成功应用有突破性进展，一些天然气流量计量的疑难问题可望解决。据称由于准确度高和维修费用低，多声道气体超声流量计已被气体工业界接受，它是自气体涡轮流量计后被气体工业界接受的最重要的流量计量器具。至今已有12个国家的政府机构批准气体超声流量计为法定计量器具，在国外天然气工业的贸易输送、气体分配、调合、控制和检漏等方面都开始采用它。从近二三年的发展看，气体超声流量计也具有理论上无需进行流量标定、与介质无关等优点，现正逐步走向实用化。国外一些著名仪表公司都已批量生产，包括用于主管道的大口径流量计和家用煤气表已经积累了相当多的应用经验，其价格将逐步降低，可以预测它将占有较大的市场。
5 直接式质量流量计
我国目前正处于能源更新换代的历史时期，油品和燃气的流量测量必将成为流量测量技术发展和流量仪表新产品开发的重要课题。热式质量流量计和科里奥利质量流量计是两种重要的直接式质量流量仪表。
热式质量流量计的工作原理基于质量流量与热量损失成正比。其特点是传感器可由一体成形管做成，结构坚固寿命长，可相当精确地测量高温低速流体，其抗腐蚀、防爆、抗污、耐磨等问题均已满意地得到解决，成本也相对较低，在节能、贸易、物料平衡等方面被选用。
科里奥利质量流量计是一种新型仪表，利用流体在振动管内流动时所产生与质量流量成正比的科氏力原理来制成。它可直接用于测量介质的质量、密度、温度，具有测量精度高、量程比宽、测量范围广等特点。而且，由于其测量原理的特殊性，还可用于测量高压气体、高粘度流体、非牛顿流体等较特殊的介质；用于较重要的各种进料的混合及批量计量，流量计量控制，快速多变的密度测量，产品的质量控制和监视的场合。它用于高压天然气计量的可行性已无可置疑，还能较好地处理气液两相的液化石油气。随着应用领域的扩大，肯定它会不断有所改进创新。
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