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物联网压力变送器的发展趋势

Time: 2018-11-08

LEEG单晶硅压力变送器,安全源于设计

 

      如果说单晶硅技术压力变送器是国产流程工业型压力变送器的代表,那么“物联网压力变送器”、“智能互联压力变送器”、“智能物联压力变送器”、“压力变送器4.0”、“人工智能压力变送器”等相关智能、互联和物联类型的压力变送器是下一代压力变送器的代名词。下一代压力变送器相比单晶硅压力变送器,除了常规的性能精度更高、稳定性更好,核心的区别在于解决现在压力变送器的“痛点”:通过“互联或物联”实现“在线自校准”、“在线自清零”、“预测性维护和维修”等智能功能,并帮助压力变送器生产厂商实现从压力变送器的产品生产销售到提供压力测量服务的角色转变,这才是压力变送器实现升级换代的意义。

 

      在我们看来,物联网分为民用物联网和工业物联网两大部分,民用物联网就是大家经常说的物联网,包括智能家居、智能物联、智能交通、智能安防、智能电力、智能医疗等,它们与大家的生活密切相关,自然而然成为大家关注的焦点。还有就是这两年大家谈论比较多的工业物联网,随着国内外各大品牌的工业操作系统(基于云的开放式 IoT 操作系统 (PaaS))的密集推出,更确切的说是流程工业物联网的快速发展,让原来少为人知的大型石油化工工厂借助工业物联网朝着安全、环保、节能的智能制造方向升级。

 

      随着《物联网压力变送器规范》——GBT34073-2017于2018年2月1日正式实施,物联网压力变送器诞生。物联网压力变送器具有特殊的物联网特性要求:包括识别性要求,压力变送器应具有可识别的身份标识;可操作性要求,压力变送器应具有可操作性;可信性要求,压力变送器诊断机制、误操作侦测、报警等要具有可信性;网络安全性,压力变送器应满足所在物联网的安全性要求,如不同等级的访问权限等;以及数据及文档结构。目前流程工业用户对压力变送器精度要求是0.075%,该规范规定了0.02%、0.05%、0.1%、0.2%、0.5%、1%、1.5%共7个准确度等级,在我们看来,从0.2%到1.5%这4个比较低的准确度等级更多用于民用物联网,而0.02%、0.05%、0.1%这3个准确度等级可以用于流程工业物联网,而大规模的工业物联网应用可能是以0.02%的为主,或者说只有压力变送器达到了0.02%准确度等级才能真正发挥流程工业物联网压力变送器使用价值。

 

      高精度稳定性是常规压力变送器的核心性能,另一方面特殊的行业用户对压力变送器的要求却不仅仅这些,比如制药行业的用户,除了要求压力变送器的精度优于0.2%,卫生无菌也是核心的要求。智能制药的智能药品包装生产线及设备更少更集中,相比大型化工工厂的智能化可能会更早落地实现。压力变送器厂商遵照FDA、EMA、CFDA等不同版本的GMP规范进行探讨,如何确保压力变送器在药品生产过程中卫生无菌、避免交叉污染和生产过程更高效等,特别是与药品或中间体、原料接触的测量膜片的材料、工艺方面,一些厂商推出了适合CIP/SIP温度瞬变冲击测量膜片,也有厂商推出耐过程流体冲击的膜片,还有带监控功能的双膜片,在一个批次的药品生产中,即使一个膜片破损依然可以正常进行卫生无菌测量,不会污染药品,并且输出报警提醒现场操作员在完成批次生产后更换压力变送器。相比大型工厂,用于制药包装生产线的压力变送器分布在小范围内,并且数量不多,测量膜片、内部电子元件等状态的监控的采集、上传和分析相对容易。诸多因素考虑,下一代压力变送器可能率先在制药行业取得突破。

 

      还有安全仪表系统(SIS)也是下一代压力变送器大展身手的应用场景,与安全相关的压力变送器的控制失效可以分为压力变送器自身的、过程连接和电气连接的以及管网罐体周围环境的。对于压力变送器自身来说,安全相关压力变送器的传感器模块采用高承压的电气连接及侧面参考端压力进入口,即使压力变送器膜片被击穿也可以避免过程介质进入电气保护壳引发其他事故,而膜片状态监测能及时发现破损并报警,让工作人员及时处理故障;压力敏感元件是单晶硅材质的弹性体,其对压力高度敏感的特点意味着不耐高过载压力冲击,敏感元件的损坏将导致压力变送器无法正常工作,特别增加一道中心膜片用于防护压力冲击,并对敏感元件进行状态监控;在测量差压时选用多变量传感器,集成了差压、静压(表压力和绝压)和温度敏感元件,单一差压敏感元件原理上无法测量到静压的变化,选用多变量传感器实现了对静压的实时监控;变送模块还增加了对各个元器件子模块的周期性、连续性监控,包括ROM、RAM、ERPROM的数据,并通过内置的看门狗监控软件,周期性监控传感器集成温度值、变送模块集成温度值、LCD显示模块的状态、温度压力补偿的情况以及测量值的变化情况等。对压力变送器的工作时间进行累积,用以检验变送模块和传感器的可靠性,并作为制度校准周期的参考,等等。总体来看,与安全相关的压力变送器具备了下一代压力变送器很多特点。

 

     上海立格是专业的压力变送器生产厂商,专注于高精度单晶硅压力变送器的设计研发,不断提升压力变送器质量服务于用户,并积极探索适合智能制造所下一代压力变送器。

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