1、引言

壓力變送器是食品和藥品生產(chǎn)過(guò)程監控的重要儀表設備。食品、藥品因其產(chǎn)品的特殊性，其生產(chǎn)必須滿(mǎn)足一系列衛生要求，而衛生型壓力變送器就是為了確保生產(chǎn)過(guò)程中食品、藥品不會(huì )通過(guò)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、藥品的衛生和安全。與食品藥品直接接觸的壓力變送器，其材料、結構、性能、加工（如焊接、拋光等）、潔凈處理等方面必須滿(mǎn)足特殊的衛生要求。

 

所選用的壓力變送器用于食品藥品生產(chǎn)設備中與食品藥物原輔料、半成品成品直接接觸實(shí)現壓力或液位測量，所選用的各類(lèi)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；而結構方面要求表面光潔、無(wú)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。

 

本地區普遍選用SC生產(chǎn)的SC433衛生型壓力變送器，用于食品藥品生產(chǎn)設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)和整體焊接結構，可滿(mǎn)足食品藥品生產(chǎn)的衛生安全需求要求。SMP858衛生型壓力變送器為平膜式法蘭接口連接，其傳感器引線(xiàn)與金屬基體長(cháng)達一米，拆卸和運輸極為不便。且一旦在拆卸安裝時(shí)出現膜片損傷，變送器內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(kāi)及時(shí)有效的維修和高效便捷的在線(xiàn)計量。 

 

2 壓力變送器安裝、使用注意事項

（1）當變送器因故不能安裝在易觀(guān)察和檢修的地方時(shí)，需加強對變送器的電源線(xiàn)和信號線(xiàn)的實(shí)時(shí)監控，包括電子線(xiàn)的接線(xiàn)、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、各類(lèi)反應釜等作業(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(guò)高，物料成分復雜易堵塞，而導致壓力無(wú)法準確測量或造成壓力沖擊損壞壓力變送器�？赏ㄟ^(guò)加裝導壓管，達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)境應無(wú)影響輸出穩定的機械振動(dòng)，否則會(huì )影響變送器測量的準確性和使用壽命。 

（4）壓力變送器周?chē)�除地磁�?chǎng)外，應無(wú)影響其正常工作的外磁場(chǎng)。

（5）隔爆型變送器其電氣保護殼內環(huán)境必須保持密封防水，避免進(jìn)水或隔爆防護達不到要求。

 

3 衛生型壓力變送器常見(jiàn)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(guò)程壓力變化而輸出信號無(wú)變化或者信號隨壓力的變化不滿(mǎn)足相應的函數關(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(xiàn)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，或當進(jìn)一步改變壓力值而輸出信號沒(méi)有發(fā)生相應改變時(shí)，則可能是變送器已經(jīng)損壞，建議把儀器轉專(zhuān)業(yè)人員檢修或者返廠(chǎng)維修。 

 

3.2 變送器輸出信號不穩

出現這種情況應考慮：

（1）變送器所處環(huán)境有影響信號穩定輸出的機械振動(dòng)；

（2）壓力源本身輸出的是不穩定的壓力；

（3）有外磁場(chǎng)干擾；

（4）變送器接線(xiàn)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JJG882-2019《壓力變送器檢定規程》確認合格誤差范圍并計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，則該校準點(diǎn)的誤差值為：20.044mA-20.000mA=+0.044mA，超出合格范圍。使用中校準發(fā)現示值誤差超差：

 

（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(mǎn)足要求：其電壓變化不超過(guò)額定值的±1%，交流供電的變送器其頻率變化不超過(guò)額定值的±1%；

（4）測量范圍、轉換函數（壓力值與標準化信號的函數關(guān)系）是否經(jīng)過(guò)調改；

（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(dòng)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(jiǎn)單快捷地判定故障是外因還是內因造成。 

（2）斷路法：將電源從儀表本體上斷開(kāi)，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?jiǎn)卧�（�?盒）損壞；CPU板損壞。 

（3）重在預防和日常維護：選擇合適的安裝位置；加裝擋雨護罩或者電氣保護箱，保證隔爆型電氣保護殼密封良好；定期對變送器進(jìn)行點(diǎn)檢和巡查；加強對變送器各路接線(xiàn)、端子以及供電電源的狀態(tài)的實(shí)時(shí)監控；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(zhuān)業(yè)培訓，減少人員誤操作導致的儀器故障和損壞。 

 

4 在線(xiàn)檢測

4.1 在線(xiàn)檢測的迫切需求

以藥業(yè)公司為例，大部分車(chē)間生產(chǎn)線(xiàn)反應釜物料均具有介質(zhì)粘稠、流通性不好，有雜質(zhì)等特性，不能選用常規的壓力變送器，常規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致測量不準確，所以改用 SMP858 平膜式衛生型壓力變送器。平膜型的壓力變送器不存在引壓孔堵塞的問(wèn)題，其壓力膜片和測量介質(zhì)面是在同一平面，沒(méi)有內凹設計，表面光潔、無(wú)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(wèn)題，但因壓力變送器平膜端口未加保護措施，常規檢測時(shí)需多次拆卸、搬動(dòng)、安裝壓力變送器，這個(gè)過(guò)程容易造成膜片劃傷，導致變送器測量數據不準確，甚至損壞變送器。常規檢測，必須將整臺設備斷電停機，甚至整條生產(chǎn)線(xiàn)停產(chǎn)，不僅耗費過(guò)多的人力、物力、財力，還會(huì )耽誤生產(chǎn)任務(wù)，造成公司巨大損失。以當地某藥品生產(chǎn)企業(yè)為例，其現有和即將新增SMP858平膜式衛生型壓力變送器約500臺，壓力變送器拆卸， 拆、裝（搬運）人力需求約5臺變送器/人/八小時(shí)。據生產(chǎn)部門(mén)統計，拆裝搬運過(guò)程造成壓力變送器損壞率約為6.4%，導致停產(chǎn)率為8.7%，且耗費大量檢修人力成本，造成很大的經(jīng)濟損失。 

 

4.2 整改意見(jiàn)

每個(gè)壓力變送器安裝管路上加裝一個(gè)在線(xiàn)校準閥（三通閥）。注意在線(xiàn)校準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、結構簡(jiǎn)單、安裝方便等。在線(xiàn)校準閥可任意調節方向，安裝方便，可調節阻尼孔大小，以保護壓力變送器受系統壓力變化的沖擊。 4.3 實(shí)現在線(xiàn)檢測的重大意義

 

（1）可對關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節的計量?jì)x表定期檢修，能有效滿(mǎn)足產(chǎn)品質(zhì)量管控的要求。 

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

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

（3）在線(xiàn)檢測#重要的一點(diǎn)是杜絕停產(chǎn)情況，避免了重大的經(jīng)濟損失，又從根源上解決了拆、裝過(guò)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(dòng)的正常進(jìn)行。

 

 4.4 在線(xiàn)檢測的方法

在線(xiàn)檢測壓力變送器，主要是對壓力變送器示值誤差的校準。 

（1）設備的連接

如圖1所示，連接好設備后，壓力變送器和電流表（電壓表）應先通電預熱5min以上。在線(xiàn)檢測衛生型壓力變送器，一般選用清潔、干燥的氣體作為傳壓介質(zhì)，如壓縮空氣、氮氣等。 

（2）校準點(diǎn)的選擇

壓力變送器校準點(diǎn)應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(xiàn)校準也可按委托方指定的校準點(diǎn)進(jìn)行校準。 

（3）校準前的調整

校準前，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)行調整，使其與理論值相一致。 

（4）校準數據的獲取

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

 

應注意在校準過(guò)程中，不允許調整零位點(diǎn)和量程，不得輕敲和振動(dòng)壓力變送器。當壓力在接近校準點(diǎn)時(shí)，升壓（疏空壓力）應足夠慢，避免過(guò)沖現象。 （5）示值誤差的計算壓力變送器的示值誤差按公式（1）計算。

 

 ∆I = I − IL （1）

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

 

5 結語(yǔ)

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