用于蒸馏水机高温测量的DPI系列智能测量仪表

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。

图2  隔膜压力变送器      图3  隔膜液位变送器            图4  隔膜差压变送器 

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。

图5  变送器的管道安装

          图6  敞口罐的液位测量             图7  密闭罐的液位测量

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。

　　　　　　　　百事得产品系统图 

收稿日期：2014-11-14