摘  要：從敏感元器件、壓力變送器和結(jié)構(gòu)部分3個方面，簡要介紹了DPI系列智能測量儀表的組成，并闡述了測量儀表在安裝過程中需要注意的問題，具有廣泛的應用價值。

關(guān)鍵詞：DPI；智能測量儀；敏感元器件；壓力變送器 0  引言
隨著我國新版GMP新政的實施，新標準對各方面的要求都更為嚴格。目前國內(nèi)多效蒸餾水機的廠家在蒸餾水機控制過程中都離不開壓力、液位、溫度、流量、電導率、pH計一次儀表的數(shù)據(jù)采集，根據(jù)一次儀表采集到的信號，可以對水質(zhì)和產(chǎn)量進行控制，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系列儀表長期可靠地應用于制藥設備，主要用于蒸餾水機的壓力、液位、溫度檢測，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法解決測量高溫的問題。 
1  DPI系列智能測量儀表的組成
DPI系列智能測量儀表主要由3個部分組成。
1.1  第一部分：敏感元器件
敏感元器件（圖1）采用BAISSDE航空級的壓力、溫度敏感原件，制造工藝控制嚴格，采用耐高溫、耐高壓、高絕緣材料確保產(chǎn)品可靠穩(wěn)定。敏感元器件也是測量儀表的關(guān)鍵部位，由精密的機械配合，半導體集成，多種材料封裝（硅晶體、玻璃、陶瓷、金絲、不銹鋼、高溫燒結(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。

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霍尼韋爾公司，當時的硅晶體作為基礎(chǔ)材料進行試驗性使用，每只硅敏感元器件只能使用一次，且造價很高。隨著工業(yè)自動化水平的提高，相關(guān)行業(yè)對一次儀表的需求也越來越多，因此，美國BAISSDE、IC公司、洛娃公司、福克斯波羅ICT公司對硅晶體進行各種保護和封裝，研制出可長期重復性使用的硅敏感元器件，通過幾萬次試驗和30年不斷改進，已經(jīng)能夠完善提供出長期穩(wěn)定可靠運行的硅敏感元器件。但是硅敏感元器件仍有2個不足：（1）過載性只能到1.5倍（量程過載性，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對硅基礎(chǔ)材料進行改良，將過載性能提高到6倍，溫度范圍不加外部機械結(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

敏感元器件是無法在工業(yè)過程中使用的，它只是一個元器件，需要把一個元器件轉(zhuǎn)化為一個產(chǎn)品。百事得設計的壓力變送器采用不同的測試方法，經(jīng)過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)，可進行數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)修正、正反向保護，把敏感元器件輸出的不標準信號轉(zhuǎn)換為可接收的直流模擬量電信號mA，以便于傳輸?shù)娇刂剖一蝻@示設備上。
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。

圖2  隔膜壓力變送器      圖3  隔膜液位變送器            圖4  隔膜差壓變送器 

壓力變送器具有如下特點：

（1）調(diào)整敏感元器件不同的性能，使每個標準信號輸出的變送器都要歸一化并達到測量精度。

（2）能夠長期、安全使用。

1.3  第三部分：結(jié)構(gòu)部分

根據(jù)GMP要求，測量儀表的結(jié)構(gòu)部分材質(zhì)要符合生產(chǎn)標準。百事得生產(chǎn)的測量儀表其結(jié)構(gòu)上采用平膜片，無死角，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)生等級防護。

測量儀表結(jié)構(gòu)部分具有如下特點：

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

（2）可根據(jù)客戶不同需求進行個性化方案設計，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)境需要與用戶詳細溝通，在安裝過程中還需要注意過程壓力和極限壓力，測量儀表的安裝如圖5所示。

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

在蒸餾水機進口壓力的溫度高于出口壓力溫度的選型上，需要標注溫度范圍，以免過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量分別如圖6、圖7所示。

圖5  變送器的管道安裝

          圖6  敞口罐的液位測量             圖7  密閉罐的液位測量

3  結(jié)語

寶雞百事得DPI系列儀表長期可靠應用于制藥設備，主要應用于蒸餾水機的壓力、液位、溫度檢測，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法解決測量高溫的問題，具有推廣價值。除此以外，其壓力、溫度在線測量儀表還大量應用于食品、飲料、釀酒、乳制品的生產(chǎn)制造工藝的控制過程監(jiān)測，解決了目前普遍存在的高溫消毒、抗過載、無死角等方面問題，該項產(chǎn)品同時取得了國內(nèi)專利。

　　　　　　　　百事得產(chǎn)品系統(tǒng)圖 

收稿日期：2014-11-14