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摘 要：從敏感元器件、壓力變送器和結(jié)構(gòu)部分3個(gè)方面，簡(jiǎn)要介紹了DPI系列智能測(cè)量?jī)x表的組成，并闡述了測(cè)量?jī)x表在安裝過(guò)程中需要注意的問(wèn)題，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：DPI；智能測(cè)量?jī)x；敏感元器件；壓力變送器

0 引言

隨著我國(guó)新版GMP新政的實(shí)施，新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各方面的要求都更為嚴(yán)格。目前國(guó)內(nèi)多效蒸餾水機(jī)的廠家在蒸餾水機(jī)控制過(guò)程中都離不開(kāi)壓力、液位、溫度、流量、電導(dǎo)率、pH計(jì)一次儀表的數(shù)據(jù)采集，根據(jù)一次儀表采集到的信號(hào)，可以對(duì)水質(zhì)和產(chǎn)量進(jìn)行控制，確保生產(chǎn)安全穩(wěn)定可靠。

目前，寶雞百事得研發(fā)出的DPI系列儀表長(zhǎng)期可靠地應(yīng)用于制藥設(shè)備，主要用于蒸餾水機(jī)的壓力、液位、溫度檢測(cè)，特別是最新研制的DPI41高溫壓力變送器，從根本上解決了硅傳感器無(wú)法解決測(cè)量高溫的問(wèn)題。

1 DPI系列智能測(cè)量?jī)x表的組成

DPI系列智能測(cè)量?jī)x表主要由3個(gè)部分組成。

1.1 第一部分：敏感元器件

敏感元器件（圖1）采用BAISSDE航空級(jí)的壓力、溫度敏感原件，制造工藝控制嚴(yán)格，采用耐高溫、耐高壓、高絕緣材料確保產(chǎn)品可靠穩(wěn)定。敏感元器件也是測(cè)量?jī)x表的關(guān)鍵部位，由精密的機(jī)械配合，半導(dǎo)體集成，多種材料封裝（硅晶體、玻璃、陶瓷、金絲、不銹鋼、高溫?zé)Y(jié)、填充硅油、厚膜電阻、特殊粘合劑等）。該敏感元件具有線性、低溫漂、高穩(wěn)定的特點(diǎn)。

圖1 敏感元器件

其中，世界上最早研制成功硅敏感元器件的是美國(guó)霍尼韋爾公司，當(dāng)時(shí)的硅晶體作為基礎(chǔ)材料進(jìn)行試驗(yàn)性使用，每只硅敏感元器件只能使用一次，且造價(jià)很高。隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的提高，相關(guān)行業(yè)對(duì)一次儀表的需求也越來(lái)越多，因此，美國(guó)BAISSDE、IC公司、洛娃公司、?？怂共_ICT公司對(duì)硅晶體進(jìn)行各種保護(hù)和封裝，研制出可長(zhǎng)期重復(fù)性使用的硅敏感元器件，通過(guò)幾萬(wàn)次試驗(yàn)和30年不斷改進(jìn)，已經(jīng)能夠完善提供出長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠運(yùn)行的硅敏感元器件。但是硅敏感元器件仍有2個(gè)不足：（1）過(guò)載性只能到1.5倍（量程過(guò)載性，即壓力、液位、）；（2）使用溫度范圍有限，只能在-25～+85 ℃之間工作。寶雞百事得公司通過(guò)對(duì)硅基礎(chǔ)材料進(jìn)行改良，將過(guò)載性能提高到6倍，溫度范圍不加外部機(jī)械結(jié)構(gòu)可提高到150 ℃，適用于更多不同環(huán)境條件的需求。

1.2 第二部分：壓力變送器

敏感元器件是無(wú)法在工業(yè)過(guò)程中使用的，它只是一個(gè)元器件，需要把一個(gè)元器件轉(zhuǎn)化為一個(gè)產(chǎn)品。百事得設(shè)計(jì)的壓力變送器采用不同的測(cè)試方法，經(jīng)過(guò)合理排列和電子元器件的篩選，采集電路部分與敏感元器件的數(shù)據(jù)，可進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)修正、正反向保護(hù)，把敏感元器件輸出的不標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)換為可接收的直流模擬量電信號(hào)mA，以便于傳輸?shù)娇刂剖一蝻@示設(shè)備上。

隔膜壓力變送器、隔膜液位變送器、隔膜變壓變送器分別如圖2、圖3、圖4所示。

壓力變送器具有如下特點(diǎn)：

（1）調(diào)整敏感元器件不同的性能，使每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出的變送器都要?dú)w一化并達(dá)到測(cè)量精度。

（2）能夠長(zhǎng)期、安全使用。

1.3 第三部分：結(jié)構(gòu)部分

根據(jù)GMP要求，測(cè)量?jī)x表的結(jié)構(gòu)部分材質(zhì)要符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。百事得生產(chǎn)的測(cè)量?jī)x表其結(jié)構(gòu)上采用平膜片，無(wú)死角，接液材質(zhì)選用316L不銹鋼，外套管選用304不銹鋼，電子腔選用鑄鋁合金，并為IP66衛(wèi)生等級(jí)防護(hù)。

測(cè)量?jī)x表結(jié)構(gòu)部分具有如下特點(diǎn)：

（1）電器連接完畢緊固后，確保在噴淋、粉塵、短期水淹等環(huán)境下變送器正常運(yùn)行，完全符合GMP要求。

（2）可根據(jù)客戶(hù)不同需求進(jìn)行個(gè)性化方案設(shè)計(jì)，包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品特性。

2 安裝環(huán)境

DPI系列儀表具體使用條件和環(huán)境需要與用戶(hù)詳細(xì)溝通，在安裝過(guò)程中還需要注意過(guò)程壓力和極限壓力，測(cè)量?jī)x表的安裝如圖5所示。

在很多系統(tǒng)，特別是水壓測(cè)量和加工處理中，有峰值和持續(xù)不規(guī)則的上下波動(dòng)，這種瞬間的峰值容易導(dǎo)致較高的過(guò)載壓力，變送器受沖擊損壞，而在外觀上無(wú)法檢測(cè)，所以在選型時(shí)尤其不能忽視極限壓力。

在蒸餾水機(jī)進(jìn)口壓力的溫度高于出口壓力溫度的選型上，需要標(biāo)注溫度范圍，以免過(guò)高的溫度損壞硅晶體上的電阻橋臂乃至損壞變送器。

敞口罐和密閉罐的液位測(cè)量分別如圖6、圖7所示。

3 結(jié)語(yǔ)

寶雞百事得DPI系列儀表長(zhǎng)期可靠應(yīng)用于制藥設(shè)備，主要應(yīng)用于蒸餾水機(jī)的壓力、液位、溫度檢測(cè)，最新研制的DPI41高溫壓力變送器從根本上解決了硅傳感器無(wú)法解決測(cè)量高溫的問(wèn)題，具有推廣價(jià)值。除此以外，其壓力、溫度在線測(cè)量?jī)x表還大量應(yīng)用于食品、飲料、釀酒、乳制品的生產(chǎn)制造工藝的控制過(guò)程監(jiān)測(cè)，解決了目前普遍存在的高溫消毒、抗過(guò)載、無(wú)死角等方面問(wèn)題，該項(xiàng)產(chǎn)品同時(shí)取得了國(guó)內(nèi)專(zhuān)利。

作者簡(jiǎn)介：閻永利（1970.6.27）、性別:男 籍貫：陜西寶雞 民族：漢族 職稱(chēng)：工程師，研究方向：流體力學(xué)，流體自動(dòng)化。