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用于蒸馏水机高温测量的DPI系列智能测量仪表

[ 来源: | 作者:本站 | 发布时间:2019-06-28 | 浏览:761次 ]

摘 要:从敏感元器件、压力变送器和结构部分3个方面,简要介绍了DPI系列智能测量仪表的组成,并阐述了测量仪表在安装过程中需要注意的问题,具有广泛的应用价值。

关键词:DPI;智能测量仪;敏感元器件;压力变送器

0 引言

随着我国新版GMP新政的实施,新标准对各方面的要求都更为严格。目前国内多效蒸馏水机的厂家在蒸馏水机控制过程中都离不开压力、液位、温度、流量、电导率、pH计一次仪表的数据采集,根据一次仪表采集到的信号,可以对水质和产量进行控制,确保生产安全稳定可靠。

目前,宝鸡百事得研发出的DPI系列仪表长期可靠地应用于制药设备,主要用于蒸馏水机的压力、液位、温度检测,特别是最新研制的DPI41高温压力变送器,从根本上解决了硅传感器无法解决测量高温的问题。

1 DPI系列智能测量仪表的组成

DPI系列智能测量仪表主要由3个部分组成。

1.1 第一部分:敏感元器件

敏感元器件(图1)采用BAISSDE航空级的压力、温度敏感原件,制造工艺控制严格,采用耐高温、耐高压、高绝缘材料确保产品可靠稳定。敏感元器件也是测量仪表的关键部位,由精密的机械配合,半导体集成,多种材料封装(硅晶体、玻璃、陶瓷、金丝、不锈钢、高温烧结、填充硅油、厚膜电阻、特殊粘合剂等)。该敏感元件具有线性、低温漂、高稳定的特点。


图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国霍尼韦尔公司,当时的硅晶体作为基础材料进行试验性使用,每只硅敏感元器件只能使用一次,且造价很高。随着工业自动化水平的提高,相关行业对一次仪表的需求也越来越多,因此,美国BAISSDE、IC公司、洛娃公司、福克斯波罗ICT公司对硅晶体进行各种保护和封装,研制出可长期重复性使用的硅敏感元器件,通过几万次试验和30年不断改进,已经能够完善提供出长期稳定可靠运行的硅敏感元器件。但是硅敏感元器件仍有2个不足:(1)过载性只能到1.5倍(量程过载性,即压力、液位、);(2)使用温度范围有限,只能在-25~+85 ℃之间工作。宝鸡百事得公司通过对硅基础材料进行改良,将过载性能提高到6倍,温度范围不加外部机械结构可提高到150 ℃,适用于更多不同环境条件的需求。

1.2 第二部分:压力变送器

敏感元器件是无法在工业过程中使用的,它只是一个元器件,需要把一个元器件转化为一个产品。百事得设计的压力变送器采用不同的测试方法,经过合理排列和电子元器件的筛选,采集电路部分与敏感元器件的数据,可进行数据分析、数据修正、正反向保护,把敏感元器件输出的不标准信号转换为可接收的直流模拟量电信号mA,以便于传输到控制室或显示设备上。

隔膜压力变送器、隔膜液位变送器、隔膜变压变送器分别如图2、图3、图4所示。


压力变送器具有如下特点:

(1)调整敏感元器件不同的性能,使每个标准信号输出的变送器都要归一化并达到测量精度。

(2)能够长期、安全使用。

1.3 第三部分:结构部分

根据GMP要求,测量仪表的结构部分材质要符合生产标准。百事得生产的测量仪表其结构上采用平膜片,无死角,接液材质选用316L不锈钢,外套管选用304不锈钢,电子腔选用铸铝合金,并为IP66卫生等级防护。

测量仪表结构部分具有如下特点:

(1)电器连接完毕紧固后,确保在喷淋、粉尘、短期水淹等环境下变送器正常运行,完全符合GMP要求。

(2)可根据客户不同需求进行个性化方案设计,包括产品结构,产品特性。


2 安装环境

DPI系列仪表具体使用条件和环境需要与用户详细沟通,在安装过程中还需要注意过程压力和极限压力,测量仪表的安装如图5所示。

在很多系统,特别是水压测量和加工处理中,有峰值和持续不规则的上下波动,这种瞬间的峰值容易导致较高的过载压力,变送器受冲击损坏,而在外观上无法检测,所以在选型时尤其不能忽视极限压力。

在蒸馏水机进口压力的温度高于出口压力温度的选型上,需要标注温度范围,以免过高的温度损坏硅晶体上的电阻桥臂乃至损坏变送器。

敞口罐和密闭罐的液位测量分别如图6、图7所示。

3 结语

宝鸡百事得DPI系列仪表长期可靠应用于制药设备,主要应用于蒸馏水机的压力、液位、温度检测,最新研制的DPI41高温压力变送器从根本上解决了硅传感器无法解决测量高温的问题,具有推广价值。除此以外,其压力、温度在线测量仪表还大量应用于食品、饮料、酿酒、乳制品的生产制造工艺的控制过程监测,解决了目前普遍存在的高温消毒、抗过载、无死角等方面问题,该项产品同时取得了国内专利。

作者简介:阎永利(1970.6.27)、性别:男 籍贯:陕西宝鸡 民族:汉族 职称:工程师,研究方向:流体力学,流体自动化。