液位計(jì)相關(guān)文章
當(dāng)前位置:磁翻板液位計(jì) > 液位計(jì)相關(guān)文章電極液位開(kāi)關(guān)在藥廠使用中存在的問(wèn)題分析
日期:2018-12-22 來(lái)源:正大天晴藥業(yè)集團(tuán)股份有限公司 作者:徐恒金 黃美蘭
摘 要:合電極液位開(kāi)關(guān)的工作原理以及藥液電解反應(yīng)原理,分析了電極液位開(kāi)關(guān)在制藥生產(chǎn)應(yīng)用中存在的問(wèn)題,同時(shí)探討了藥廠液位計(jì)的選型要求,確保選型無(wú)誤。
液位計(jì)是企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)所需的重要檢測(cè)工具,主要用于檢測(cè)與控制生產(chǎn)過(guò)程中罐、釜、塔等設(shè)備的液位或界面高低。近幾年來(lái),隨著電子技術(shù)的進(jìn)步以及企業(yè)自動(dòng)化和節(jié)能的需要,液位測(cè)量與控制技術(shù)得到了很大的提高。目前,企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中所應(yīng)用的液位計(jì)種類繁多,主要有伺服式液位計(jì)、鋼帶液位計(jì)、浮筒式液位計(jì)、UHZ磁翻板液位計(jì)、超聲波液位計(jì)、磁致伸縮液位計(jì)、雷達(dá)液位計(jì)、電容液位計(jì)、電極液位開(kāi)關(guān)等。其中,電極液位開(kāi)關(guān)由于其工作原理簡(jiǎn)單、成本低等特點(diǎn)而在生產(chǎn)中得到普遍應(yīng)用。
1 工作原理
電極液位開(kāi)關(guān)是利用液體導(dǎo)電的性能來(lái)監(jiān)測(cè)液位高低。其適用于導(dǎo)電液體的液位檢測(cè),液位一旦觸及對(duì)應(yīng)的極棒便產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào),信號(hào)經(jīng)處理后用于控制液位。
電極液位開(kāi)關(guān)的工作原理如圖1所示。
2 使用案例
圖1所示的電極液位開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可測(cè)量不同液位,適用于不要求連續(xù)顯示具體液位的場(chǎng)合。在日常生活中,水罐污水池的排水溝常使用電極液位開(kāi)關(guān)。水池補(bǔ)水過(guò)程中,在低液位時(shí)開(kāi)泵,高液位時(shí)停泵;排水過(guò)程中,在高液位時(shí)排水,在低液位時(shí)停泵;也可用于監(jiān)控水池液位,發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
3 電極液位開(kāi)關(guān)在藥廠中的應(yīng)用
隨著制藥過(guò)程自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn),部分制藥廠家使用電極液位開(kāi)關(guān)來(lái)控制液位。如根據(jù)液位高低,控制灌裝緩沖罐內(nèi)的液位,電極棒使用不銹鋼材料,將高、中、低不同液位輸入到PLC中,不同廠家的PLC輸入開(kāi)關(guān)的信號(hào)電壓范圍為DC 5~24 V。
圖2為注射劑生產(chǎn)工藝流程框圖。注射劑生產(chǎn)中的飲用水、安瓿均經(jīng)過(guò)凈化處理,在潔凈室內(nèi)進(jìn)行藥液灌裝,藥液配制后由配料罐經(jīng)過(guò)濾,再泵打至緩沖罐后灌裝。緩沖罐藥液在低液位時(shí),開(kāi)啟泵補(bǔ)充藥液,在高液位時(shí)停泵,控制簡(jiǎn)單,僅使用開(kāi)關(guān)信號(hào),不必顯示具體液位。液位控制是藥品生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),會(huì)對(duì)藥品質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。
4 藥液電解
電解是指將電流通過(guò)電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)電解質(zhì)(又稱電解液),在陰極和陽(yáng)極上引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。電解質(zhì)是溶于水溶液中或在熔融狀態(tài)下就能夠?qū)щ姷幕衔铩?/div>
由電極液位開(kāi)關(guān)的工作原理可知,如果電極液位開(kāi)關(guān)正常工作,藥液導(dǎo)電,則電極間通入直流電流,即可滿足電解條件。不同藥液的成分不同,本文以藥液中常含的NaCl為例,其電解反應(yīng)過(guò)程如下:
陽(yáng)極反應(yīng):Fe-2e - →Fe 2+
陰極反應(yīng):2H + +2e - →H 2
Fe 2+ +2OH - →Fe(OH) 2 ↓
4Fe(OH) 2 +2H 2 O+O 2 →4Fe(OH) 3 ↓
NaCl溶液中的兩電極如圖3所示,電解后,電極液位開(kāi)關(guān)接直流電正極,不銹鋼內(nèi)的鐵失電子發(fā)生氧化反應(yīng)變?yōu)槎r(jià)鐵離子,二價(jià)鐵離子與氫氧根離子生成灰綠色的絮狀沉淀物Fe(OH) 2 ,由于Fe(OH) 2不穩(wěn)定,極易被氧化成4Fe(OH) 3 ,鹽水變?yōu)榧t褐色絮狀沉淀物,電解后的NaCl溶液如圖4所示。電極液位開(kāi)關(guān)接直流電負(fù)極,氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng),被還原為氫氣。
由以上描述可知,NaCl藥液中產(chǎn)生了新的物質(zhì),即H 2 和Fe(OH) 3 。而GMP規(guī)定生產(chǎn)設(shè)備不得對(duì)藥品有任何危害,與藥品直接接觸的生產(chǎn)設(shè)備表面應(yīng)光潔、平整、易清洗或消毒、耐腐蝕,不得與藥品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或吸附藥品,或向藥品中釋放物質(zhì)而影響產(chǎn)品質(zhì)量并造成危害。因此,電極液位開(kāi)關(guān)不能滿足GMP要求。
5 藥廠液位計(jì)的選擇
電極液位開(kāi)關(guān)的工作原理決定了所控制液位的液體必須導(dǎo)電,雖然降低電壓、電流或者用交流電代替直流電的方法可以減緩電解反應(yīng)的速度,但藥品成分復(fù)雜,不能避免電解產(chǎn)生的物質(zhì)進(jìn)入藥液中,不符合GMP要求。因此,藥液的液位檢測(cè)應(yīng)選擇間接測(cè)量的方法,使用如音叉液位計(jì)、超聲波液位計(jì)等測(cè)量工具。
音叉液位計(jì)是使用壓電晶體以音叉的固有頻率對(duì)音叉進(jìn)行振動(dòng)。對(duì)于這種頻率的變化,可進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控。當(dāng)產(chǎn)品用于低報(bào)警用途時(shí),容器內(nèi)的液體向下排放流經(jīng)音叉,引起固有頻率的變化,這一變化被電子元件檢測(cè)到,從而切換輸出狀態(tài)。當(dāng)用于高報(bào)警用途時(shí),容器內(nèi)的液體上升并與音叉接觸,又可切換輸出狀態(tài)。
超聲波液位計(jì)是由微處理器控制的數(shù)字物位儀表。在測(cè)量中,脈沖超聲波由傳感器(換能器)發(fā)出,聲波經(jīng)物體表面反射后被同一傳感器接收,轉(zhuǎn)換成電信號(hào),并由聲波的發(fā)射和接收之間的時(shí)間來(lái)計(jì)算傳感器到被測(cè)物體的距離。由于超聲波液位計(jì)
采用非接觸測(cè)量的方式,被測(cè)介質(zhì)幾乎不受限制,所以可廣泛用于各種液體和固體物料高度的測(cè)量。
6 結(jié)語(yǔ)
測(cè)量同一物理量,有多種不同工作原理的傳感器可供選用,在選型時(shí)需要根據(jù)被測(cè)量介質(zhì)的特點(diǎn)和傳感器的使用條件,綜合考慮以下一些具體問(wèn)題:(1)量程大??;(2)被測(cè)位置對(duì)傳感器體積的要求; (3)測(cè)量方式,是接觸式還是非接觸式;(4)信號(hào)的引出方法,是有線還是無(wú)線;(5)傳感器來(lái)源,是國(guó)產(chǎn)還是進(jìn)口,價(jià)格能否承受。藥液的液位控制不同于排污泵、給水泵的控制,液位計(jì)的選擇不僅要考慮使用成本及便捷性,還需要考慮使用的安全性,防止對(duì)藥品產(chǎn)生污染,使用前應(yīng)考慮各種液位計(jì)的工作原理,確保選型無(wú)誤。
上一篇文章:淺談遠(yuǎn)傳磁翻板液位計(jì)的散熱技術(shù)前景與遠(yuǎn)程控制前景下一篇文章:雷達(dá)物位計(jì)相對(duì)其他物位計(jì)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)之見(jiàn)解
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