蔡鐵強(qiáng)

在過程控制領(lǐng)域中，自動控制系統(tǒng)測量儀表一般分為兩種：安裝在工業(yè)現(xiàn)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(diào)節(jié)控制功能。

在過程控制領(lǐng)域中，一次儀表將工業(yè)現(xiàn)場的壓力、溫度、流量、液位料位、汽/液成分等參數(shù)用不同原理及封裝工藝的傳感器檢測出來之后，經(jīng)過模擬信號的放大及濾波處理變換，轉(zhuǎn)換成可遠(yuǎn)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(tǒng)板卡則接收到一次儀表傳遞來的反映現(xiàn)場工作狀況的模擬信號或則數(shù)字信號，經(jīng)過轉(zhuǎn)換處理，顯示過程生產(chǎn)裝置的工作測量參數(shù)，同時(shí)可給出操作調(diào)節(jié)信號，精確控制過程控制生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

相對于側(cè)重于易于處理的標(biāo)準(zhǔn)信號且在控制室的二次儀表，一次儀表直接安裝并應(yīng)用于復(fù)雜惡劣的工業(yè)環(huán)境，對產(chǎn)品技術(shù)的層次要求更高。除了要確保現(xiàn)場參數(shù)的測量精度外，儀表的使用環(huán)境溫度，外殼IP防護(hù)等級、防塵要求及防爆指標(biāo)都有不同的要求。因此，對一次儀表的產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要多學(xué)科的綜合交叉，體現(xiàn)出一個公司研發(fā)的綜合能力。

在實(shí)際應(yīng)用及設(shè)計(jì)中，一次儀表結(jié)合了先進(jìn)的傳感器技術(shù)和電子信號處理技術(shù)。在傳感器測量部分，主要測量氣體或液體介質(zhì)的壓力、流量、溫度等。這些因子和介質(zhì)的特性緊密相關(guān)，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(shù)提出了很高的要求，包含了傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)、材料及封裝工藝。否則，極易造成儀表的誤測量，或者發(fā)生泄漏，影響生產(chǎn)工藝，更嚴(yán)重的甚至升級為安全事故。

一次儀表現(xiàn)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(jì)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(jì)傳感器，這些信號在復(fù)雜惡劣的工業(yè)現(xiàn)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(shè)計(jì)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(jìn)行嚴(yán)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(diào)節(jié)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(zhǔn)確性。在微控制器的軟件部分，則包含了數(shù)字算法和邏輯控制，如：傅里葉變化、卡爾曼濾波等，對數(shù)字采樣的信號進(jìn)行優(yōu)化和防錯處理，保證儀表在工業(yè)現(xiàn)場使用的可靠性和穩(wěn)定性。因此，在一次儀表中硬件和軟件的技術(shù)含量，決定了產(chǎn)品在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性及抗干擾性。

目前，百特智能生產(chǎn)的一次儀表是結(jié)合了國內(nèi)先進(jìn)的傳感器技術(shù)和芯片集成技術(shù)的工業(yè)現(xiàn)場儀表。其融合了傳感材料和芯片材料的先進(jìn)工藝，輔以研發(fā)工程師優(yōu)秀的設(shè)計(jì)理念和豐富的現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，保證了一次儀表在工業(yè)現(xiàn)場使用的準(zhǔn)確性、可靠性。同時(shí)，也大大推廣了百特智能這個國產(chǎn)工控儀表民族品牌的市場影響力。