工業測量一次儀表簡介

                                                蔡鐵強

在過程控制領域中，自動控制系統測量儀表一般分為兩種：安裝在工業現場的一次儀表和在操作控制室的二次儀表。一次儀表用于微弱信號的檢測和變換，二次儀表則用于顯示及調節控制功能。

在過程控制領域中，一次儀表將工業現場的壓力、溫度、流量、液位料位、汽/液成分等參數用不同原理及封裝工藝的傳感器檢測出來之后，經過模擬信號的放大及濾波處理變換，轉換成可遠傳的電流/電壓信號向操作控制室傳送。控制室的二次儀表或系統板卡則接收到一次儀表傳遞來的反映現場工作狀況的模擬信號或則數字信號，經過轉換處理，顯示過程生產裝置的工作測量參數，同時可給出操作調節信號，精確控制過程控制生產系統的正常運行。

相對于側重于易于處理的標準信號且在控制室的二次儀表，一次儀表直接安裝并應用于復雜惡劣的工業環境，對產品技術的層次要求更高。除了要確保現場參數的測量精度外，儀表的使用環境溫度，外殼IP防護等級、防塵要求及防爆指標都有不同的要求。因此，對一次儀表的產品設計需要多學科的綜合交叉，體現出一個公司研發的綜合能力。

在實際應用及設計中，一次儀表結合了先進的傳感器技術和電子信號處理技術。在傳感器測量部分，主要測量氣體或液體介質的壓力、流量、溫度等。這些因子和介質的特性緊密相關，需要對傳感器的材料如：耐溫性、耐壓性、耐腐蝕性提出很高的要求。因此，對傳感器的技術提出了很高的要求，包含了傳感器內部結構、材料及封裝工藝。否則，極易造成儀表的誤測量，或者發生泄漏，影響生產工藝，更嚴重的甚至升級為安全事故。

一次儀表現場傳感器輸出基本為微弱的直流或交流毫伏信號，如：壓力傳感器或電磁流量計傳感器；有些為信號幅值甚至更小的電荷信號，如：渦街流量計傳感器，這些信號在復雜惡劣的工業現場極易受到干擾。因此，對電子線路的信號硬件處理和軟件處理提出很高的要求。在設計過程中，一次儀表的電子線路器件需對溫度和精度及耐壓進行嚴格的要求，在功能上則包括了傳感器的激勵，微弱信號的放大濾波處理，如：差分放大、帶通濾波、自動增益調節等，保證傳感器信號正確的提取和放大，不會失真，從而保證信號的準確性。在微控制器的軟件部分，則包含了數字算法和邏輯控制，如：傅里葉變化、卡爾曼濾波等，對數字采樣的信號進行優化和防錯處理，保證儀表在工業現場使用的可靠性和穩定性。因此，在一次儀表中硬件和軟件的技術含量，決定了產品在工業現場應用的準確性、穩定性及抗干擾性。

目前，百特智能生產的一次儀表是結合了國內先進的傳感器技術和芯片集成技術的工業現場儀表。其融合了傳感材料和芯片材料的先進工藝，輔以研發工程師優秀的設計理念和豐富的現場經驗，保證了一次儀表在工業現場使用的準確性、可靠性。同時，也大大推廣了百特智能這個國產工控儀表民族品牌的市場影響力。