1、引言

压力变送器是食品和药品生产过程监控的重要仪表设备。食品、药品因其产品的特殊性，其生产必须满足一系列卫生要求，而卫生型压力变送器就是为了确保生产过程中食品、药品不会通过接触压力变送器而被有毒、有害、有污染的物质接触和污染，确保食品、药品的卫生和安全。与食品药品直接接触的压力变送器，其材料、结构、性能、加工（如焊接、抛光等）、洁净处理等方面必须满足特殊的卫生要求。

 

所选用的压力变送器用于食品药品生产设备中与食品药物原辅料、半成品成品直接接触实现压力或液位测量，所选用的各类材料等不得含有毒有害成分，不得有有毒有害成分渗出或渗入；而结构方面要求表面光洁、无死角，不易积垢残留、不易污染等；防染菌防污染方面要求有严格的密封隔离，防有毒、有害和污染物进入和泄出、耐高温消毒灭菌等。

 

本地区普遍选用SC生产的SC433卫生型压力变送器，用于食品药品生产设备中和食品药品原辅料、半成品直触式测量压力。该型变送器采用优质不锈钢材质和整体焊接结构，可满足食品药品生产的卫生安全需求要求。SMP858卫生型压力变送器为平膜式法兰接口连接，其传感器引线与金属基体长达一米，拆卸和运输极为不便。且一旦在拆卸安装时出现膜片损伤，变送器内充物泄漏可能造成食品药品原辅料、半成品污染，造成质量事故。因其使用的普遍性，如果需要维修或者周期检定，离不开及时有效的维修和高效便捷的在线计量。 

 

2 压力变送器安装、使用注意事项

（1）当变送器因故不能安装在易观察和检修的地方时，需加强对变送器的电源线和信号线的实时监控，包括电子线的接线、端子以及供电电源的状态。 

（2）压力变送器，不宜直接安装在生产管道网、罐区、各类反应釜等作业工序上测量其压力，这些直接作业工序位置往往瞬时压力大、温度过高，物料成分复杂易堵塞，而导致压力无法准确测量或造成压力冲击损坏压力变送器。可通过加装导压管，达到缓解堵塞降低温度目的的同时，又起到压力缓冲的作用。 

（3）压力变送器所处环境应无影响输出稳定的机械振动，否则会影响变送器测量的准确性和使用寿命。 

（4）压力变送器周围除地磁场外，应无影响其正常工作的外磁场。

（5）隔爆型变送器其电气保护壳内环境必须保持密封防水，避免进水或隔爆防护达不到要求。

 

3 卫生型压力变送器常见故障及解决方案

3.1 压力变化量与变送器输出信号不一致

压力变化量与变送器输出信号不一致，即：过程压力变化而输出信号无变化或者信号随压力的变化不满足相应的函数关系。先排除膜片损伤泄漏或者被物料堵塞的情况，再排查接线情况。若前两者均正常，再判断零位的实际信号值是否与理论输出值相一致，利于HART 手操器消除零位误差。若感压膜片损坏，或当进一步改变压力值而输出信号没有发生相应改变时，则可能是变送器已经损坏，建议把仪器转专业人员检修或者返厂维修。 

 

3.2 变送器输出信号不稳

出现这种情况应考虑：

（1）变送器所处环境有影响信号稳定输出的机械振动；

（2）压力源本身输出的是不稳定的压力；

（3）有外磁场干扰；

（4）变送器接线不牢固；

（5）信号处理器故障。

 

 3.3 变送器误差超出合格范围

根据JJG882-2019《压力变送器检定规程》确认合格误差范围并计算出压力变送器的误差值。例如：压力变送器的量程为（-0.1～0.5）MPa，（4～20）mA，精度等级为0.2级，其#大允许误差为：±0.2%*0.6MPa=0.0012MPa，或±0.2%*16mA=0.032mA。变送器在0.5MPa处测得其电流值为20.044mA，则该校准点的误差值为：20.044mA-20.000mA=+0.044mA，超出合格范围。使用中校准发现示值误差超差：

 

（1）检查变送器膜片是否脏污或划伤；

（2）用手操器消除零位漂移；

（3）检查供电电压是否满足要求：其电压变化不超过额定值的±1%，交流供电的变送器其频率变化不超过额定值的±1%；

（4）测量范围、转换函数（压力值与标准化信号的函数关系）是否经过调改；

（5）检查压力管道网是否存在泄漏或堵塞；

（6）压力变送器使用环境是否存在温度快速波动影响。

 

 3.4 方法总述

（1）替换法：用检定合格、可正常使用的变送器替换疑似故障的变送器，这样可以简单快捷地判定故障是外因还是内因造成。 

（2）断路法：将电源从仪表本体上断开，用外加电源的方法对故障原因作进一步分析。如果变送器不能正常与HART手操器通讯，其可能的故障原因有三个：供电部分损坏；感压单元（膜 盒）损坏；CPU板损坏。 

（3）重在预防和日常维护：选择合适的安装位置；加装挡雨护罩或者电气保护箱，保证隔爆型电气保护壳密封良好；定期对变送器进行点检和巡查；加强对变送器各路接线、端子以及供电电源的状态的实时监控；定期对变送器进行清洁和灭菌；对安装、维修和检测人员进行专业培训，减少人员误操作导致的仪器故障和损坏。 

 

4 在线检测

4.1 在线检测的迫切需求

以药业公司为例，大部分车间生产线反应釜物料均具有介质粘稠、流通性不好，有杂质等特性，不能选用常规的压力变送器，常规的压力变送器由于引压孔比较小，介质容易堵住引压孔而导致测量不准确，所以改用 SMP858 平膜式卫生型压力变送器。平膜型的压力变送器不存在引压孔堵塞的问题，其压力膜片和测量介质面是在同一平面，没有内凹设计，表面光洁、无死角，不易积垢残留、不易污染且易于冲洗和灭菌消毒，可有效避免堵塞的问题，但因压力变送器平膜端口未加保护措施，常规检测时需多次拆卸、搬动、安装压力变送器，这个过程容易造成膜片划伤，导致变送器测量数据不准确，甚至损坏变送器。常规检测，必须将整台设备断电停机，甚至整条生产线停产，不仅耗费过多的人力、物力、财力，还会耽误生产任务，造成公司巨大损失。以当地某药品生产企业为例，其现有和即将新增SMP858平膜式卫生型压力变送器约500台，压力变送器拆卸， 拆、装（搬运）人力需求约5台变送器/人/八小时。据生产部门统计，拆装搬运过程造成压力变送器损坏率约为6.4%，导致停产率为8.7%，且耗费大量检修人力成本，造成很大的经济损失。 

 

4.2 整改意见

每个压力变送器安装管路上加装一个在线校准阀（三通阀）。注意在线校准阀材料耐氧化耐腐蚀耐高温，不得含有毒有害成分，且要求表面光洁、结构简单、安装方便等。在线校准阀可任意调节方向，安装方便，可调节阻尼孔大小，以保护压力变送器受系统压力变化的冲击。 4.3 实现在线检测的重大意义

 

（1）可对关键生产环节的计量仪表定期检修，能有效满足产品质量管控的要求。 

（2）解放劳动力，大大提高工作效率，节约人力成本。药品公司普遍采用的SMP858压力变送器，为法兰式结构，其传感器

引线与金属基体长达 1.5 米，大大增加了拆卸、搬运、安装的难度，给各方人员造成很大的麻烦。加上在线校准阀后，可节约人力成本和安装物料。 

（3）在线检测#重要的一点是杜绝停产情况，避免了重大的经济损失，又从根源上解决了拆、装过程中对压力变送器受压膜片的损伤，进一步保证生产活动的正常进行。

 

 4.4 在线检测的方法

在线检测压力变送器，主要是对压力变送器示值误差的校准。 

（1）设备的连接

如图1所示，连接好设备后，压力变送器和电流表（电压表）应先通电预热5min以上。在线检测卫生型压力变送器，一般选用清洁、干燥的气体作为传压介质，如压缩空气、氮气等。 

（2）校准点的选择

压力变送器校准点应按量程均匀选取不少于5个点，含括测量上限、下限值。在线校准也可按委托方指定的校准点进行校准。 

（3）校准前的调整

校准前，用改变输入压力的办法对压力变送器输出下限值和上限值进行调整，使其与理论值相一致。 

（4）校准数据的获取

从变送器测量下限开始平缓地输入压力信号至各校准点，读取并记录输出值至测量上限，然后降压到各校准点，读取并记录输出值至测量下限。

 

应注意在校准过程中，不允许调整零位点和量程，不得轻敲和振动压力变送器。当压力在接近校准点时，升压（疏空压力）应足够慢，避免过冲现象。 （5）示值误差的计算压力变送器的示值误差按公式（1）计算。

 

 ∆I = I − IL （1）

式中，∆I：压力变送器各校准点的示值误差，mA，V 或数字量；I：压力变送器正、反行程各校准点的实际输出值，mA，V或数字量；IL：压力变送器各校准点的理论输出值，mA，V或数字量。

 

5 结语

综上，通过这次安装改进，有效实现压力变送器在线检测、检修，对保障食品药品公司正常生产，提高经济效益和改进计量工作有显著作用，是个一举多得的举措。