【中國傳動網(wǎng) 技術(shù)前沿】 如果說單晶硅技術(shù)壓力變送器是國產(chǎn)流程工業(yè)型壓力變送器的代表，那么“物聯(lián)網(wǎng)壓力變送器”、“智能互聯(lián)壓力變送器”、“壓力變送器4.0”、“人工智能壓力變送器”等相關(guān)智能、互聯(lián)和物聯(lián)類型的壓力變送器是下一代壓力變送器的代名詞。下一代壓力變送器相比單晶硅壓力變送器，除了常規(guī)的性能精度更高、穩(wěn)定性更好，核心的區(qū)別在于解決現(xiàn)在壓力變送器的“痛點”：通過“互聯(lián)或物聯(lián)”實現(xiàn)“在線自校準”、“在線自清零”、“預(yù)測性維護和維修”等智能功能，并幫助壓力變送器生產(chǎn)廠商實現(xiàn)從壓力變送器的產(chǎn)品生產(chǎn)銷售到提供壓力測量服務(wù)的角色轉(zhuǎn)變，這才是壓力變送器實現(xiàn)升級換代的意義。

在我們看來，物聯(lián)網(wǎng)分為民用物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)兩大部分，民用物聯(lián)網(wǎng)就是大家經(jīng)常說的物聯(lián)網(wǎng)，包括智能家居、智能物聯(lián)、智能交通、智能安防、智能電力、智能醫(yī)療等，它們與大家的生活密切相關(guān)，自然而然成為大家關(guān)注的焦點。還有就是這兩年大家談?wù)摫容^多的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，隨著國內(nèi)外各大品牌的工業(yè)操作系統(tǒng)（基于云的開放式IoT操作系統(tǒng)（PaaS））的密集推出，更確切的說是流程工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，讓原來少為人知的大型石油化工工廠借助工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)朝著安全、環(huán)保、節(jié)能的智能制造方向升級。

隨著《物聯(lián)網(wǎng)壓力變送器規(guī)范》——GBT34073-2017于2018年2月1日正式實施，物聯(lián)網(wǎng)壓力變送器誕生。物聯(lián)網(wǎng)壓力變送器具有特殊的物聯(lián)網(wǎng)特性要求：包括識別性要求，壓力變送器應(yīng)具有可識別的身份標識；可操作性要求，壓力變送器應(yīng)具有可操作性；可信性要求，壓力變送器診斷機制、誤操作偵測、報警等要具有可信性；網(wǎng)絡(luò)安全性，壓力變送器應(yīng)滿足所在物聯(lián)網(wǎng)的安全性要求，如不同等級的訪問權(quán)限等；以及數(shù)據(jù)及文檔結(jié)構(gòu)。目前流程工業(yè)用戶對壓力變送器精度要求是0.075%，該規(guī)范規(guī)定了0.02%、0.05%、0.1%、0.2%、0.5%、1%、1.5%共7個準確度等級，在我們看來，從0.2%到1.5%這4個比較低的準確度等級更多用于民用物聯(lián)網(wǎng)，而0.02%、0.05%、0.1%這3個準確度等級可以用于流程工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，而大規(guī)模的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用可能是以0.02%的為主，或者說只有壓力變送器達到了0.02%準確度等級才能真正發(fā)揮流程工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)壓力變送器使用價值。

高精度穩(wěn)定性是常規(guī)壓力變送器的核心性能，另一方面特殊的行業(yè)用戶對壓力變送器的要求卻不僅僅這些，比如制藥行業(yè)的用戶，除了要求壓力變送器的精度優(yōu)于0.2%，衛(wèi)生無菌也是核心的要求。智能制藥的智能藥品包裝生產(chǎn)線及設(shè)備更少更集中，相比大型化工工廠的智能化可能會更早落地實現(xiàn)。壓力變送器廠商遵照FDA、EMA、CFDA等不同版本的GMP規(guī)范進行探討，如何確保壓力變送器在藥品生產(chǎn)過程中衛(wèi)生無菌、避免交叉污染和生產(chǎn)過程更高效等，特別是與藥品或中間體、原料接觸的測量膜片的材料、工藝方面，一些廠商推出了適合CIP/SIP溫度瞬變沖擊測量膜片，也有廠商推出耐過程流體沖擊的膜片，還有帶監(jiān)控功能的雙膜片，在一個批次的藥品生產(chǎn)中，即使一個膜片破損依然可以正常進行衛(wèi)生無菌測量，不會污染藥品，并且輸出報警提醒現(xiàn)場操作員在完成批次生產(chǎn)后更換壓力變送器。相比大型工廠，用于制藥包裝生產(chǎn)線的壓力變送器分布在小范圍內(nèi)，并且數(shù)量不多，測量膜片、內(nèi)部電子元件等狀態(tài)的監(jiān)控的采集、上傳和分析相對容易。諸多因素考慮，下一代壓力變送器可能率先在制藥行業(yè)取得突破。

還有安全儀表系統(tǒng)（SIS）也是下一代壓力變送器大展身手的應(yīng)用場景，與安全相關(guān)的壓力變送器的控制失效可以分為壓力變送器自身的、過程連接和電氣連接的以及管網(wǎng)罐體周圍環(huán)境的。對于壓力變送器自身來說，安全相關(guān)壓力變送器的傳感器模塊采用高承壓的電氣連接及側(cè)面參考端壓力進入口，即使壓力變送器膜片被擊穿也可以避免過程介質(zhì)進入電氣保護殼引發(fā)其他事故，而膜片狀態(tài)監(jiān)測能及時發(fā)現(xiàn)破損并報警，讓工作人員及時處理故障；壓力敏感元件是單晶硅材質(zhì)的彈性體，其對壓力高度敏感的特點意味著不耐高過載壓力沖擊，敏感元件的損壞將導(dǎo)致壓力變送器無法正常工作，特別增加一道中心膜片用于防護壓力沖擊，并對敏感元件進行狀態(tài)監(jiān)控；在測量差壓時選用多變量傳感器，集成了差壓、靜壓（表壓力和絕壓）和溫度敏感元件，單一差壓敏感元件原理上無法測量到靜壓的變化，選用多變量傳感器實現(xiàn)了對靜壓的實時監(jiān)控；變送模塊還增加了對各個元器件子模塊的周期性、連續(xù)性監(jiān)控，包括ROM、RAM、ERPROM的數(shù)據(jù)，并通過內(nèi)置的看門狗監(jiān)控軟件，周期性監(jiān)控傳感器集成溫度值、變送模塊集成溫度值、LCD顯示模塊的狀態(tài)、溫度壓力補償?shù)那闆r以及測量值的變化情況等。對壓力變送器的工作時間進行累積，用以檢驗變送模塊和傳感器的可靠性，并作為制度校準周期的參考，等等?？傮w來看，與安全相關(guān)的壓力變送器具備了下一代壓力變送器很多特點。