在當(dāng)今的傳感器、變送器行業(yè)正悄然興起一場“瘦身運(yùn)動(dòng)”,其起因并非追求產(chǎn)品外形的美觀,而是因?yàn)閷?shí)際現(xiàn)場安裝中非常有限的管線直徑。傳感器、變送器的大體積時(shí)代已經(jīng)一去不復(fù)返,隨之而來的是儀器儀表的精密化、小型化和集成化。越來越普及的電子元器件集成和電路全自動(dòng)焊接技術(shù),以及工程技術(shù)人員在工業(yè)實(shí)際應(yīng)用中的寶貴經(jīng)驗(yàn),都促進(jìn)了儀器儀表制造商對這一技術(shù)的改進(jìn)和革新。
在計(jì)量與控制儀器制造業(yè)多年來一直流行著這樣的觀點(diǎn):傳感器體積越大,功能越全越優(yōu)秀,至于實(shí)際使用中的可應(yīng)用性則不作過多考慮。而工程技術(shù)人員,在實(shí)際項(xiàng)目和設(shè)備安裝中只需要變送器能夠向設(shè)備控制中心傳輸必要的數(shù)據(jù),而無需更復(fù)雜的功能。
在上述趨勢的影響下,電導(dǎo)率變送器也只需要有必要的功能和足夠小的體積,以便將其安裝在現(xiàn)場的控制柜或?qū)к壣隙皇荏w積的限制,F(xiàn)代的單片機(jī)控制技術(shù)以及高度集成的電路板焊接生產(chǎn)技術(shù),使這一愿望成為可能。新一代的測量儀器從外形上與傳統(tǒng)的模擬信號傳感器不同,它們沒有如電壓表樣的指針表頭,更不像花園、水池和魚缸的溫度計(jì),新型傳感器甚至省略了操作按鍵和顯示窗口,完全通過微機(jī)進(jìn)行設(shè)定和操作,通過密碼保護(hù)避免了非授權(quán)的非法操作,例如JUMO公司生產(chǎn)的EcoTransLf01電導(dǎo)率測試儀,不但包括以上特點(diǎn),還具有三段的電路隔離設(shè)計(jì),使其能勝任在制藥行業(yè)前段純凈水生產(chǎn)過程中的電導(dǎo)率測試,滿足高純度的要求。
EcoTransLf03堪稱產(chǎn)品系列中的“大哥大”,滑軌式的現(xiàn)場安裝設(shè)計(jì),適合電導(dǎo)率、電阻和溫度的真值模擬信號輸出,以及控制外接設(shè)備的繼電器開關(guān),都為電導(dǎo)率測量提供了更完善的功能。
產(chǎn)品系列
借助Pt100或Pt1000溫度傳感器,EcoTransLf01可以自動(dòng)進(jìn)行線性化的溫度校準(zhǔn)和溫度補(bǔ)償,實(shí)際應(yīng)用中也可以省略溫度補(bǔ)償功能進(jìn)行測試。在制藥行業(yè)的高純凈水生產(chǎn)過程中,EcoTrans系列的姊妹產(chǎn)品EcoTransLf03也值得推薦,同樣具備插軌式的現(xiàn)場安裝方式,同樣22.5mm寬的安裝尺寸,以及其他之前所述的特性,都在制藥行業(yè)的應(yīng)用中顯示出優(yōu)勢。
高品質(zhì)的純凈水
遵照美國醫(yī)藥行業(yè)USP645標(biāo)準(zhǔn),制藥和制劑行業(yè)中所需要的純凈水必須經(jīng)過在線電導(dǎo)率測量,以確定純凈度是否達(dá)到規(guī)定的要求。測量所得數(shù)據(jù)必須是未經(jīng)過溫度校正和補(bǔ)償計(jì)算的真值,然后在USP645溫度-電導(dǎo)率標(biāo)準(zhǔn)對照表中進(jìn)行比較,當(dāng)真值小于相應(yīng)溫度下的表值時(shí),才算達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)。在JUMO電導(dǎo)儀EcoTransLf03的設(shè)計(jì)中,此項(xiàng)USP645標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)表達(dá)式和相對溫度的電導(dǎo)率表值均被編入操作功能之中,通過繼電器輸出來控制生產(chǎn)工藝流程,比如當(dāng)管線中的水電導(dǎo)率低于表值時(shí),表示純凈度達(dá)標(biāo),繼電器連通;當(dāng)水電導(dǎo)率高于表值時(shí),表示純凈度超標(biāo),繼電器斷開,從而確保生產(chǎn)的可靠性。EcoTransLf03還提供預(yù)報(bào)警功能,即當(dāng)實(shí)測電導(dǎo)率值達(dá)到表值的某個(gè)預(yù)設(shè)定的百分比時(shí),電導(dǎo)儀通過繼電器輸出連同報(bào)警或其他控制單元。
當(dāng)前在純凈水的生產(chǎn)工藝中逐漸趨向于小管徑的管線安裝,這就要求電導(dǎo)率傳感器電極的外形尺寸也要與之相匹配。在純水電導(dǎo)率測量中,通常采用同心式的電流式電導(dǎo)率傳感器,內(nèi)外電極采用相同的不銹鋼或鈦金屬作為材質(zhì),呈內(nèi)外同心式分布,測試電流的流動(dòng)方向?yàn)閺耐獾絻?nèi),電極系數(shù)為0.01或0.1(單位為cm-1),此系數(shù)取決于內(nèi)外電極的距離以及有效作用面積。
電導(dǎo)率傳感器
為了避免管線中的渦流對測量結(jié)果的干擾,電導(dǎo)率傳感器電極應(yīng)該直立式安裝,即待測介質(zhì)由電極的開口端流入,然后由導(dǎo)流孔均勻流出。為了適應(yīng)小管徑管線的現(xiàn)場安裝,經(jīng)常需要減小電導(dǎo)率傳感器電極的外徑,這樣就會使內(nèi)外電極的間距減小,介質(zhì)中的離子不能進(jìn)行充分的交換,從而影響測量結(jié)果。如果增加有效長度,就可以增加離子交換的有效面積,從而彌補(bǔ)這一缺點(diǎn),而且電極增加一定長度對現(xiàn)場安裝也沒有直接的影響。JUMO公司的新型TecLineLF-VASL系列電導(dǎo)率傳感器電極,從設(shè)計(jì)上根本解決了安裝直徑和測量效果間的矛盾,16mm外徑和100mm長度實(shí)現(xiàn)了外管直徑和有效長度間的最合理配置,介質(zhì)中離子可以進(jìn)行充分交換,因而保證了電導(dǎo)率測量的精確度。在現(xiàn)場安裝過程中,電導(dǎo)率傳感器電極可以簡易安裝于T型連接管內(nèi),為了防止介質(zhì)在導(dǎo)流孔周圍流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生渦流,電極不應(yīng)放置于管線的拐角或拐點(diǎn)處;在選擇電極的安裝角度時(shí)應(yīng)盡量避免氣泡和固體沉淀物的生成(推薦安裝方式見圖3)。
符合醫(yī)藥衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)
合醫(yī)藥衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)為了滿足醫(yī)藥行業(yè)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),JUMO公司的TecLineLF-VASL系列電導(dǎo)率傳感器電極全部采用1.4435牌號的不銹鋼制造而成。在內(nèi)外電極之間也應(yīng)用了醫(yī)藥行業(yè)常用的聚醚醚酮材料(PEEK)做隔離層,以防止內(nèi)外極短路。一體化的PT100(A級)溫度傳感器同樣遵照醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),比如表面粗糙度要低于0.6。針對以上所有的材質(zhì)和性能參數(shù),JUMO公司可以提供相應(yīng)的質(zhì)量檢驗(yàn)及認(rèn)證證書。電導(dǎo)率傳感器電極在出廠前必須進(jìn)行逐點(diǎn)測量,以保證電極的測量系數(shù)能達(dá)到ASTM協(xié)會規(guī)定的2%精度標(biāo)準(zhǔn)。針對不同的純凈水裝置,JUMO公司可以提供不同的電氣連接相配套,如固定式引線、M12插頭和機(jī)柜式插頭等。