引言
變送器是食品與藥品生產(chǎn)設(shè)備過程監(jiān)控的重要部件。隨著我國生產(chǎn)工藝與技術(shù)的日益提高，變送器產(chǎn)業(yè)也取得了長足發(fā)展，其質(zhì)量與性能逐步向國際水平靠近。但由于我國變送器產(chǎn)業(yè)起步較晚，變送器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相對落后與欠缺，特別是變送器衛(wèi)生設(shè)計(jì)仍處于相對kongbai的階段 [1-5] 。因此，開展變送器衛(wèi)生設(shè)計(jì)的研究，提出具體指標(biāo)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1 術(shù)語約定
1.1 衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)
關(guān)于變送器衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，主要以美國的“3-A衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)”與德國的“EHEDG標(biāo)準(zhǔn)”為主，其中美國“3-A衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)”中的“74-06”主要是針對傳感器及其配件與連接件的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組織承擔(dān)了對shijie各國有衛(wèi)生要求的設(shè)備產(chǎn)品及供應(yīng)商開展有關(guān)衛(wèi)生指標(biāo)測試、認(rèn)證和復(fù)檢的服務(wù)，并對符合要求的產(chǎn)品頒發(fā)衛(wèi)生認(rèn)證證書（3-A證書和EHEDG證書）。目前，國外很多變送器企業(yè)都獲得了這些證書。隨著國內(nèi)對變送器衛(wèi)生要求越來越嚴(yán)格，國內(nèi)各大變送器生產(chǎn)與使用企業(yè)也都在爭取獲得這些證書。
1.2 衛(wèi)生設(shè)計(jì)
所謂衛(wèi)生設(shè)計(jì)，是指使得食品與藥品等在生產(chǎn)、收獲、加工、運(yùn)輸、貯藏、銷售等各個(gè)環(huán)節(jié)不被有害物質(zhì)污染的設(shè)計(jì)。變送器衛(wèi)生型設(shè)計(jì)的目的是為了滿足生產(chǎn)現(xiàn)場的清洗要求，即確保清洗達(dá)到清潔度要求，保證產(chǎn)品不被二次污染，#終達(dá)到衛(wèi)生要求。
1.3 接觸表面與非接觸表面
變送器衛(wèi)生設(shè)計(jì)勢必涉及兩個(gè)概念：接觸表面與非接觸表面。接觸表面是指所有與被測產(chǎn)品接觸的表面，或被測產(chǎn)品有可能排出、漏出、擴(kuò)散或進(jìn)入的表面。非接觸表面是指所有被測產(chǎn)品不會排出、漏出、擴(kuò)散或進(jìn)入的表面。
2 變送器結(jié)構(gòu)及其材料選用
2.1 變送器結(jié)構(gòu)
變送器一般由過程連接與傳感器、變送電路模塊與出線保護(hù)組成。圖1和圖2分別為DIN接頭式變送器和殼體式變送器的結(jié)構(gòu)示意圖。
2.2 變送器材料選用
過程連接與傳感器是變送器安裝與感壓部件，需要直接或間接與被測產(chǎn)品接觸，即變送器接觸表面。變送電路模塊與出線保護(hù)是變送器用于傳輸信號的部件，wuxu直接與被測產(chǎn)品接觸，即變送器非接觸表面。兩者材料選用不合理，分別會直接和間接決定變送器是否符合衛(wèi)生要求。
2.2.1 接觸表面材料
變送器接觸表面材料通常采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼，常用的有304（06Cr19Ni10）、316（06Cr17Ni12Mo2）、304L（022Cr19Ni10）和316L（022Cr17Ni12Mo2）。根據(jù)3-A衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求，需符合 AISI（美國鋼鐵技術(shù)協(xié)會）300系列不銹鋼（301、302和303除外）或ACI類，同時(shí)不銹鋼材質(zhì)的任何成分不允許與被測試產(chǎn)品相腐蝕，且必須無毒、無吸收。當(dāng)有焊接要求時(shí)，要求不銹鋼碳含量不能超過0.08%，且不允許使用含鉛、可濾取銅或其他有毒物質(zhì)的合金材質(zhì)。非金屬材料也常被用作變送器接觸表面材料，一般常用各類橡膠與塑料。非金屬材料常用作輔助密封材料，選用時(shí)需進(jìn)行衛(wèi)生認(rèn)證（如美國FDA認(rèn)證）。
2.2.2 非接觸表面材料
相較于接觸表面材料，非接觸表面材料的選用更加廣泛。shou先，必須抗腐蝕、表面無吸收性；其次，必須耐用、易清潔。如表面有涂層，其附著力要好。拆卸清洗的部件不可涂裝。
3 接觸表面衛(wèi)生設(shè)計(jì)
3.1 表面粗糙度
衛(wèi)生設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)在于產(chǎn)品是否滿足各種生產(chǎn)現(xiàn)場的清洗要求。產(chǎn)品在生產(chǎn)加工過程中受環(huán)境溫度與產(chǎn)品本身性能的影響，會有一些殘留物不可避免地附著在變送器表面，如果不及時(shí)清洗，就會產(chǎn)生二次污染。根據(jù)3-A衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，接觸表面粗糙度Ra至少應(yīng)為0.8 μm。通常變送器接觸表面粗糙度通過機(jī)械加工設(shè)備來控制，也可以通過表面處理（如機(jī)械拋光、電解拋光、氧化處理等）來實(shí)現(xiàn)。在保證生產(chǎn)工藝的同時(shí)，必須用專用的粗糙度檢測儀器進(jìn)行接觸表面粗糙度的過程控制。
3.2 焊接
變送器通常通過焊接的方式實(shí)現(xiàn)感壓膜片、封裝接頭等的連接與安裝。焊接工藝的好壞是衡量衛(wèi)生設(shè)計(jì)的重要一環(huán)。shou先，焊接必須是連續(xù)焊，一般不允許加料焊接，如確實(shí)需加料焊接，需確保焊料材質(zhì)滿足衛(wèi)生要求；其次，焊接表面必須光滑均勻，不允許在凹陷、褶皺、裂紋、裂縫等部位存在。
3.3 密封
變送器安裝時(shí)通常采用墊圈、O型密封圈或硬密封進(jìn)行密封。密封材料需要與被測產(chǎn)品相接觸，且要防止向外泄漏。墊圈式密封設(shè)計(jì)須可拆卸或粘合，便于滿足各種應(yīng)用場合的清洗與更換。墊圈凹槽設(shè)計(jì)的深度應(yīng)小于其寬度，對于橫截面尺寸大于1/4 in的可拆卸墊圈，凹槽在深度上不應(yīng)超過1/4 in或在寬度上不應(yīng)小于1/4 in。根據(jù)3-A衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，對于橫截面尺寸≤1/4 in的密封設(shè)計(jì)，也應(yīng)符合相關(guān)要求。在O型密封圈設(shè)計(jì)與硬密封設(shè)計(jì)中，O型密封圈與硬密封接觸線均應(yīng)與安裝接觸面大致齊平，使得O形密封圈或硬密封接觸線部分表面暴露于清洗介質(zhì)中，便于清洗，不藏污納垢（分別如圖3與圖4所示）。
3.4 #小設(shè)計(jì)半徑
變送器在進(jìn)行角度設(shè)計(jì)時(shí)，要盡量避免尖角，而是需做到無死角、可排凈和可清潔。根據(jù)3-A衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，小于135°的角度需做圓角處理，且圓角半徑應(yīng)≥1/8 in。對于無法達(dá)到此要求的情況，其圓角半徑至少應(yīng)為1/32 in。為防止損壞，傳感膜片在配件表面內(nèi)嵌超過1/32 in時(shí)，圓角半徑大小應(yīng)大于或等于內(nèi)嵌深度，而內(nèi)嵌深度小于1/32 in時(shí)wuxu圓角半徑。在密封凹槽設(shè)計(jì)中，當(dāng)密封圈橫截面尺寸≥1/4 in時(shí)，固定槽的圓角半徑#小應(yīng)為3/32 in，而橫截面尺寸小于1/4 in時(shí)，參考表1。
未完待續(xù)。。。。。。
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