1、引言

壓力變送器是食品和藥品生產過程監控的重要儀表設備。食品、藥品因其產品的特殊性，其生產必須滿足一系列衛生要求，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設備中與食品藥物原輔料、半成品成品直接接觸實現壓力或液位測量，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；而結構方面要求表面光潔、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格的密封隔離，防有毒、有害和污染物進入和泄出、耐高溫消毒滅菌等。

 

本地區普遍選用SC生產的SC433衛生型壓力變送器，用于食品藥品生產設備中和食品藥品原輔料、半成品直觸式測量壓力。該型變送器采用優質不銹鋼材質和整體焊接結構，可滿足食品藥品生產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，其傳感器引線與金屬基體長達一米，拆卸和運輸極為不便。且一旦在拆卸安裝時出現膜片損傷，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，離不開及時有效的維修和高效便捷的在線計量。 

 

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察和檢修的地方時，需加強對變送器的電源線和信號線的實時監控，包括電子線的接線、端子以及供電電源的狀態。 

（2）壓力變送器，不宜直接安裝在生產管道網、罐區、各類反應釜等作業工序上測量其壓力，這些直接作業工序位置往往瞬時壓力大、溫度過高，物料成分復雜易堵塞，而導致壓力無法準確測量或造成壓力沖擊損壞壓力變送器。可通過加裝導壓管，達到緩解堵塞降低溫度目的的同時，又起到壓力緩沖的作用。 

（3）壓力變送器所處環境應無影響輸出穩定的機械振動，否則會影響變送器測量的準確性和使用壽命。 

（4）壓力變送器周圍除地磁場外，應無影響其正常工作的外磁場。

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

 

3 衛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的函數關系。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，或當進一步改變壓力值而輸出信號沒有發生相應改變時，則可能是變送器已經損壞，建議把儀器轉專業人員檢修或者返廠維修。 

 

3.2 變送器輸出信號不穩

出現這種情況應考慮：

（1）變送器所處環境有影響信號穩定輸出的機械振動；

（2）壓力源本身輸出的是不穩定的壓力；

（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，則該校準點的誤差值為：20.044mA-20.000mA=+0.044mA，超出合格范圍。使用中校準發現示值誤差超差：

 

（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、轉換函數（壓力值與標準化信號的函數關系）是否經過調改；

（5）檢查壓力管道網是否存在泄漏或堵塞；

（6）壓力變送器使用環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：供電部分損壞；感壓單元（膜 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；定期對變送器進行點檢和巡查；加強對變送器各路接線、端子以及供電電源的狀態的實時監控；定期對變送器進行清潔和滅菌；對安裝、維修和檢測人員進行專業培訓，減少人員誤操作導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

以藥業公司為例，大部分車間生產線反應釜物料均具有介質粘稠、流通性不好，有雜質等特性，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題，其壓力膜片和測量介質面是在同一平面，沒有內凹設計，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措施，常規檢測時需多次拆卸、搬動、安裝壓力變送器，這個過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，甚至整條生產線停產，不僅耗費過多的人力、物力、財力，還會耽誤生產任務，造成公司巨大損失。以當地某藥品生產企業為例，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。據生產部門統計，拆裝搬運過程造成壓力變送器損壞率約為6.4%，導致停產率為8.7%，且耗費大量檢修人力成本，造成很大的經濟損失。 

 

4.2 整改意見

每個壓力變送器安裝管路上加裝一個在線校準閥（三通閥）。注意在線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、結構簡單、安裝方便等。在線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 實現在線檢測的重大意義

 

（1）可對關鍵生產環節的計量儀表定期檢修，能有效滿足產品質量管控的要求。 

（2）解放勞動力，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

引線與金屬基體長達 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。加上在線校準閥后，可節約人力成本和安裝物料。 

（3）在線檢測#重要的一點是杜絕停產情況，避免了重大的經濟損失，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，進一步保證生產活動的正常進行。

 

 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。 

（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，如壓縮空氣、氮氣等。 

（2）校準點的選擇

壓力變送器校準點應按量程均勻選取不少于5個點，含括測量上限、下限值。在線校準也可按委托方指定的校準點進行校準。 

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

 

應注意在校準過程中，不允許調整零位點和量程，不得輕敲和振動壓力變送器。當壓力在接近校準點時，升壓（疏空壓力）應足夠慢，避免過沖現象。 （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、反行程各校準點的實際輸出值，mA，V或數字量；IL：壓力變送器各校準點的理論輸出值，mA，V或數字量。

 

5 結語

綜上，通過這次安裝改進，有效實現壓力變送器在線檢測、檢修，對保障食品藥品公司正常生產，提高經濟效益和改進計量工作有顯著作用，是個一舉多得的舉措。