1、引言

壓力變送器是食品和藥品生產(chǎn)過程監(jiān)控的重要儀表設(shè)備。食品、藥品因其產(chǎn)品的特殊性，其生產(chǎn)必須滿足一系列衛(wèi)生要求，而衛(wèi)生型壓力變送器就是為了確保生產(chǎn)過程中食品、藥品不會通過接觸壓力變送器而被有毒、有害、有污染的物質(zhì)接觸和污染，確保食品、藥品的衛(wèi)生和安全。與食品藥品直接接觸的壓力變送器，其材料、結(jié)構(gòu)、性能、加工（如焊接、拋光等）、潔凈處理等方面必須滿足特殊的衛(wèi)生要求。

 

所選用的壓力變送器用于食品藥品生產(chǎn)設(shè)備中與食品藥物原輔料、半成品成品直接接觸實(shí)現(xiàn)壓力或液位測量，所選用的各類材料等不得含有毒有害成分，不得有有毒有害成分滲出或滲入；而結(jié)構(gòu)方面要求表面光潔、無死角，不易積垢殘留、不易污染等；防染菌防污染方面要求有嚴(yán)格的密封隔離，防有毒、有害和污染物進(jìn)入和泄出、耐高溫消毒滅菌等。

 

本地區(qū)普遍選用SC生產(chǎn)的SC433衛(wèi)生型壓力變送器，用于食品藥品生產(chǎn)設(shè)備中和食品藥品原輔料、半成品直觸式測量壓力。該型變送器采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼材質(zhì)和整體焊接結(jié)構(gòu)，可滿足食品藥品生產(chǎn)的衛(wèi)生安全需求要求。SMP858衛(wèi)生型壓力變送器為平膜式法蘭接口連接，其傳感器引線與金屬基體長達(dá)一米，拆卸和運(yùn)輸極為不便。且一旦在拆卸安裝時(shí)出現(xiàn)膜片損傷，變送器內(nèi)充物泄漏可能造成食品藥品原輔料、半成品污染，造成質(zhì)量事故。因其使用的普遍性，如果需要維修或者周期檢定，離不開及時(shí)有效的維修和高效便捷的在線計(jì)量。 

 

2 壓力變送器安裝、使用注意事項(xiàng)

（1）當(dāng)變送器因故不能安裝在易觀察和檢修的地方時(shí)，需加強(qiáng)對變送器的電源線和信號線的實(shí)時(shí)監(jiān)控，包括電子線的接線、端子以及供電電源的狀態(tài)。 

（2）壓力變送器，不宜直接安裝在生產(chǎn)管道網(wǎng)、罐區(qū)、各類反應(yīng)釜等作業(yè)工序上測量其壓力，這些直接作業(yè)工序位置往往瞬時(shí)壓力大、溫度過高，物料成分復(fù)雜易堵塞，而導(dǎo)致壓力無法準(zhǔn)確測量或造成壓力沖擊損壞壓力變送器�？赏ㄟ^加裝導(dǎo)壓管，達(dá)到緩解堵塞降低溫度目的的同時(shí)，又起到壓力緩沖的作用。 

（3）壓力變送器所處環(huán)境應(yīng)無影響輸出穩(wěn)定的機(jī)械振動，否則會影響變送器測量的準(zhǔn)確性和使用壽命。 

（4）壓力變送器周圍除地磁場外，應(yīng)無影響其正常工作的外磁場。

（5）隔爆型變送器其電氣保護(hù)殼內(nèi)環(huán)境必須保持密封防水，避免進(jìn)水或隔爆防護(hù)達(dá)不到要求。

 

3 衛(wèi)生型壓力變送器常見故障及解決方案

3.1 壓力變化量與變送器輸出信號不一致

壓力變化量與變送器輸出信號不一致，即：過程壓力變化而輸出信號無變化或者信號隨壓力的變化不滿足相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系。先排除膜片損傷泄漏或者被物料堵塞的情況，再排查接線情況。若前兩者均正常，再判斷零位的實(shí)際信號值是否與理論輸出值相一致，利于HART 手操器消除零位誤差。若感壓膜片損壞，或當(dāng)進(jìn)一步改變壓力值而輸出信號沒有發(fā)生相應(yīng)改變時(shí)，則可能是變送器已經(jīng)損壞，建議把儀器轉(zhuǎn)專業(yè)人員檢修或者返廠維修。 

 

3.2 變送器輸出信號不穩(wěn)

出現(xiàn)這種情況應(yīng)考慮：

（1）變送器所處環(huán)境有影響信號穩(wěn)定輸出的機(jī)械振動；

（2）壓力源本身輸出的是不穩(wěn)定的壓力；

（3）有外磁場干擾；

（4）變送器接線不牢固；

（5）信號處理器故障。

 

 3.3 變送器誤差超出合格范圍

根據(jù)JJG882-2019《壓力變送器檢定規(guī)程》確認(rèn)合格誤差范圍并計(jì)算出壓力變送器的誤差值。例如：壓力變送器的量程為（-0.1～0.5）MPa，（4～20）mA，精度等級為0.2級，其#大允許誤差為：±0.2%*0.6MPa=0.0012MPa，或±0.2%*16mA=0.032mA。變送器在0.5MPa處測得其電流值為20.044mA，則該校準(zhǔn)點(diǎn)的誤差值為：20.044mA-20.000mA=+0.044mA，超出合格范圍。使用中校準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)示值誤差超差：

 

（1）檢查變送器膜片是否臟污或劃傷；

（2）用手操器消除零位漂移；

（3）檢查供電電壓是否滿足要求：其電壓變化不超過額定值的±1%，交流供電的變送器其頻率變化不超過額定值的±1%；

（4）測量范圍、轉(zhuǎn)換函數(shù)（壓力值與標(biāo)準(zhǔn)化信號的函數(shù)關(guān)系）是否經(jīng)過調(diào)改；

（5）檢查壓力管道網(wǎng)是否存在泄漏或堵塞；

（6）壓力變送器使用環(huán)境是否存在溫度快速波動影響。

 

 3.4 方法總述

（1）替換法：用檢定合格、可正常使用的變送器替換疑似故障的變送器，這樣可以簡單快捷地判定故障是外因還是內(nèi)因造成。 

（2）斷路法：將電源從儀表本體上斷開，用外加電源的方法對故障原因作進(jìn)一步分析。如果變送器不能正常與HART手操器通訊，其可能的故障原因有三個(gè)：供電部分損壞；感壓單元（膜 盒）損壞；CPU板損壞。 

（3）重在預(yù)防和日常維護(hù)：選擇合適的安裝位置；加裝擋雨護(hù)罩或者電氣保護(hù)箱，保證隔爆型電氣保護(hù)殼密封良好；定期對變送器進(jìn)行點(diǎn)檢和巡查；加強(qiáng)對變送器各路接線、端子以及供電電源的狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控；定期對變送器進(jìn)行清潔和滅菌；對安裝、維修和檢測人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，減少人員誤操作導(dǎo)致的儀器故障和損壞。 

 

4 在線檢測

4.1 在線檢測的迫切需求

以藥業(yè)公司為例，大部分車間生產(chǎn)線反應(yīng)釜物料均具有介質(zhì)粘稠、流通性不好，有雜質(zhì)等特性，不能選用常規(guī)的壓力變送器，常規(guī)的壓力變送器由于引壓孔比較小，介質(zhì)容易堵住引壓孔而導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確，所以改用 SMP858 平膜式衛(wèi)生型壓力變送器。平膜型的壓力變送器不存在引壓孔堵塞的問題，其壓力膜片和測量介質(zhì)面是在同一平面，沒有內(nèi)凹設(shè)計(jì)，表面光潔、無死角，不易積垢殘留、不易污染且易于沖洗和滅菌消毒，可有效避免堵塞的問題，但因壓力變送器平膜端口未加保護(hù)措施，常規(guī)檢測時(shí)需多次拆卸、搬動、安裝壓力變送器，這個(gè)過程容易造成膜片劃傷，導(dǎo)致變送器測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，甚至損壞變送器。常規(guī)檢測，必須將整臺設(shè)備斷電停機(jī)，甚至整條生產(chǎn)線停產(chǎn)，不僅耗費(fèi)過多的人力、物力、財(cái)力，還會耽誤生產(chǎn)任務(wù)，造成公司巨大損失。以當(dāng)?shù)啬乘幤飞�產(chǎn)企業(yè)為例，其現(xiàn)有和即將新增SMP858平膜式衛(wèi)生型壓力變送器約500臺，壓力變送器拆卸， 拆、裝（搬運(yùn)）人力需求約5臺變送器/人/八小時(shí)。據(jù)生產(chǎn)部門統(tǒng)計(jì)，拆裝搬運(yùn)過程造成壓力變送器損壞率約為6.4%，導(dǎo)致停產(chǎn)率為8.7%，且耗費(fèi)大量檢修人力成本，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。 

 

4.2 整改意見

每個(gè)壓力變送器安裝管路上加裝一個(gè)在線校準(zhǔn)閥（三通閥）。注意在線校準(zhǔn)閥材料耐氧化耐腐蝕耐高溫，不得含有毒有害成分，且要求表面光潔、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便等。在線校準(zhǔn)閥可任意調(diào)節(jié)方向，安裝方便，可調(diào)節(jié)阻尼孔大小，以保護(hù)壓力變送器受系統(tǒng)壓力變化的沖擊。 4.3 實(shí)現(xiàn)在線檢測的重大意義

 

（1）可對關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)的計(jì)量儀表定期檢修，能有效滿足產(chǎn)品質(zhì)量管控的要求。 

（2）解放勞動力，大大提高工作效率，節(jié)約人力成本。藥品公司普遍采用的SMP858壓力變送器，為法蘭式結(jié)構(gòu)，其傳感器

引線與金屬基體長達(dá) 1.5 米，大大增加了拆卸、搬運(yùn)、安裝的難度，給各方人員造成很大的麻煩。加上在線校準(zhǔn)閥后，可節(jié)約人力成本和安裝物料。 

（3）在線檢測#重要的一點(diǎn)是杜絕停產(chǎn)情況，避免了重大的經(jīng)濟(jì)損失，又從根源上解決了拆、裝過程中對壓力變送器受壓膜片的損傷，進(jìn)一步保證生產(chǎn)活動的正常進(jìn)行。

 

 4.4 在線檢測的方法

在線檢測壓力變送器，主要是對壓力變送器示值誤差的校準(zhǔn)。 

（1）設(shè)備的連接

如圖1所示，連接好設(shè)備后，壓力變送器和電流表（電壓表）應(yīng)先通電預(yù)熱5min以上。在線檢測衛(wèi)生型壓力變送器，一般選用清潔、干燥的氣體作為傳壓介質(zhì)，如壓縮空氣、氮?dú)獾取?nbsp;

（2）校準(zhǔn)點(diǎn)的選擇

壓力變送器校準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)按量程均勻選取不少于5個(gè)點(diǎn)，含括測量上限、下限值。在線校準(zhǔn)也可按委托方指定的校準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)。 

（3）校準(zhǔn)前的調(diào)整

校準(zhǔn)前，用改變輸入壓力的辦法對壓力變送器輸出下限值和上限值進(jìn)行調(diào)整，使其與理論值相一致。 

（4）校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的獲取

從變送器測量下限開始平緩地輸入壓力信號至各校準(zhǔn)點(diǎn)，讀取并記錄輸出值至測量上限，然后降壓到各校準(zhǔn)點(diǎn)，讀取并記錄輸出值至測量下限。

 

應(yīng)注意在校準(zhǔn)過程中，不允許調(diào)整零位點(diǎn)和量程，不得輕敲和振動壓力變送器。當(dāng)壓力在接近校準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，升壓（疏空壓力）應(yīng)足夠慢，避免過沖現(xiàn)象。 （5）示值誤差的計(jì)算壓力變送器的示值誤差按公式（1）計(jì)算。

 

 ∆I = I − IL （1）

式中，∆I：壓力變送器各校準(zhǔn)點(diǎn)的示值誤差，mA，V 或數(shù)字量；I：壓力變送器正、反行程各校準(zhǔn)點(diǎn)的實(shí)際輸出值，mA，V或數(shù)字量；IL：壓力變送器各校準(zhǔn)點(diǎn)的理論輸出值，mA，V或數(shù)字量。

 

5 結(jié)語

綜上，通過這次安裝改進(jìn)，有效實(shí)現(xiàn)壓力變送器在線檢測、檢修，對保障食品藥品公司正常生產(chǎn)，提高經(jīng)濟(jì)效益和改進(jìn)計(jì)量工作有顯著作用，是個(gè)一舉多得的舉措。