德国JUMO仪器仪表正在工业中的“瘦身运动”

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jumosenior 发表于 2008/11/16 20:54:45 824 查看 0 回复 [上一主题] [下一主题]

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在当今的传感器变送器行业正悄然兴起一场“瘦身运动”，其起因并非由于考虑到产品的外形美观，而是因为实际现场安装中每每非常有限的管线直径。传感器变送器傻大笨粗的时代已经一去不复返，相应而来的是仪器仪表的精密化小型化和集成化。越来越普及的电子元器件集成和电路全自动焊接技术，以及工程技术人员在工业实际运用中的宝贵经验，都促进了仪器仪表制造商的这一技术改进和革新。比如在纯净水装置的电导率测试中，我们就深有体会。

Dipl. –Ing (FH) Mathias Kremer——————-

在计量与控制仪器的制造行业多年来一直流行着，传感器体积越大功能越全越优秀，至于实际使用中的可应用性则不被过多的考虑。而作为工程技术人员，在实际项目和设备安装中却只需要变送器能够向设备控制中心传输必要的数据，而无须更复杂的功能。比如在纯净水装置中，功能强大的SPS控制系统结合触摸屏及图形化的过程显示功能，可以及时地监控各个测点的数值，以便使操作人员快速全面地了解装置各环节的运转情况。

在上述趋势的影响下，电导率变送器也只需要有必要的功能和足够小的体积，以便在现场的控制柜或导轨上能被安装而不受体积的限制。现代的单片机控制技术以及高度集成的电路板焊接生产技术，使这一愿望成为可能。利用最小的尺寸实现稳固的工作循环，同时也省略不必要的功能。新一代的测量仪器从外形上再也不象多年来传统的模拟信号传感器，没有如电压表样的指针表头，更不象家庭用途的花园、水池和鱼缸温度计，当今新型传感器甚至省略了操作按键和显示窗口，完全通过微机进行设定和操作，通过密码保护避免了非授权的非法操作，例如JUMO公司生产的ecoTrans Lf 01 电导率测试仪，由于包括以上特点，以及三段的电路隔离设计，使其能胜任在制药行业前段纯净水生产过程中的电导率测试，满足高纯度的要求。

大小产品系列

借助Pt100或Pt1000温度传感器，ecoTrans Lf01可以自动进行线性化的温度校准和温度补偿，实际应用中也可以省略温度补偿功能进行测试。在制药行业的高纯净水生产过程中，ecoTrans系列的姊妹产品ecoTrans Lf 03也值得推荐，同样具备插轨式的现场安装方式，同样22.5毫米宽的安装尺寸，以及其他之前所述的特性，都在制药行业的应用中显示出优势。

高品质的纯净水

遵照美国医药行业USP 645标准，制药和制剂行业中所需要的纯净水必须通过在线电导率测量，以确定纯净度是否达到规定的要求。测量所得数据必须是未经过温度校正和补偿计算的真值，然后在USP 645温度-电导率标准对照表中进行比较，当真值小于相应温度下的表值时，才算达到安全标准。在JUMO电导仪ecoTrans Lf 03的设计中，此项USP 645标准的数学表达式和相对温度的电导率表值均被编入操作功能之中，通过继电器输出来控制生产工艺流程，比如当管线中的水电导率低于表值时，表示纯净度达标，继电器连通；当水电导率高于表值时，表示纯净度超标，继电器断开，从而确保生产的可靠性。ecoTrans Lf 03还提供予报警功能，即当实测电导率值达到表值的某个予设定的百分比时，电导仪通过继电器输出连同报警或其他控制单元。

当前在纯净水的生产工艺中逐渐趋向于小管径的管线安装，这就要求电导仪传感器电极的外形尺寸也要与之相匹配。在纯水电导率测量中，通常采用同心式的电流式电导率传感器，内外电极采用相同的不锈钢或钛金属作为材质，呈内外同心式分布，测试电流的流动方向为从外到内，电极的系数为0.01或0.1(单位为[1/厘米])，此系数取决于内外电极的距离以及有效作用面积。

电导仪传感器电极的流体特性

为了避免管线中的涡流对测量结果的干扰，电导仪传感器电极应该直立式安装，即待测介质由电极的开口端流入，然后由导流孔均匀流出。为了适应小管径管线的现场安装，经常需要减小电导仪传感器电极的外径，这样就会使内外电极的间距减小，介质中的离子不能进行充分的交换，从而影响测量结果。如果增加有效长度，就可以增加离子交换的有效面积，从而弥补这一缺点，而且电极增加一定长度对现场安装也没有直接的影响 JUMO公司的新型TecLine LF-VA SL电导仪传感器电极，从设计上根本解决了安装直径和测量效果间的矛盾，16毫米外径和100毫米长度实现了外管直径和有效长度间的最合理配置，介质中离子可以进行充分交换，因而保证了电导率测量的精确度。在现场安装过程中，电导仪传感器电极可以简易安装于T型连接管内，为了防止介质在导流孔周围流动时产生涡流，电极不应放置于管线的拐角或拐点处；在选择电极的安装角度时应尽量避免气泡和固体沉淀物的生成(推荐安装方式后图)

器

对使用者

在食品和医药工业中，为了生产出同等高质量的产品，正确的温度和压力传感器的选择是非常重要的。
从技术角度来说，现在可以解决所有测量任务。
为了实现食品医药行业的高要求，设备生产厂需要相应的资历认证系统，如EHEDG或FDA。
同样在选择仪器的同时还要考虑其它方面，比如价格和使用寿命等。

温度传感器

趋势：数字化

很多通过PLC或者工业电脑控制的设备都使用数字总线用于信号传递，这样一来，测量输出信号就不能是标准模拟信号了，而必须是可直接输入总线系统的数字信号。为了满足这一要求，开发了带CANopen接口的变送器，进而减少了每个从模拟仪器到电控柜的连接电缆，更大的价格优势是节省了电控柜中的模拟I/O模块，也就是模拟控制输入。除了直接的费用节省外，使用者还可享受其它的优点，如数字传感器的非中央智能功能，这一功能使整个自动控制系统变得更简单。在测量值出错时（由于电磁干扰）或系统意外中断方面，数字传感器和数字信号传递保护功能也优于模拟系统，这并不是它的最后一个优点，其优点还有很多……

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