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作者簡介：張祖魁，男，工程師，電氣工程及其自動化本科，現(xiàn)就職于圖爾克（天津）傳感器有限公司，任電容式傳感器產(chǎn)品經(jīng)理。
摘 要：由于特殊的工作原理，TURCK電容式傳感器被廣泛地應(yīng)用于自動化生產(chǎn)設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)物品分檢或料位檢測等功能。TURCK電容式傳感器在北京翰林航宇科技有限公司生產(chǎn)的全自動膠囊填充機(jī)上用于監(jiān)測盛粉環(huán)內(nèi)藥粉的高度，使客戶的生產(chǎn)效能得到了很好地提升。
關(guān)鍵詞：電容式傳感器；自動化生產(chǎn)設(shè)備；物品分檢和料位檢測；全自動膠囊填充機(jī)；藥粉高度監(jiān)測
Abstract：TURCK capacitive sensors are suitable for widely applications for material level detection and articles separating in the automated production equipments due to the special principles.TURCK capacitive sensors are used on the automatic capsule filling machines，which produced by Beijing Hanlin Hangyu Technology Development Co.，Ltd.，to monitor the height of the drug powder in the ring powder container，so that the production efficiency can be improved.
Key words：Capacitive sensors；automated production equipments；articles separating and material level detection；automatic capsule filling machines；height monitor；drug powder
北京翰林航宇科技發(fā)展有限公司是北京市制藥設(shè)備行業(yè)中一家重點(diǎn)扶持企業(yè)，是國內(nèi)最具實(shí)力和規(guī)模的制藥設(shè)備企業(yè)之一，主要產(chǎn)品有GZP系列全自動高速壓片機(jī)、NJP系列全自動硬膠囊充填機(jī)、ZPX系列片劑/膠囊瓶裝自動生產(chǎn)線和DPH-BHD系列鋁塑裝盒自動生產(chǎn)線等。
翰林航宇的主流全自動硬膠囊充填機(jī)機(jī)型是NJP-3000B，其產(chǎn)量較高，每小時(shí)可達(dá)30000粒，可變頻調(diào)速，可編程控制。膠囊上機(jī)率>99%，劑量精確。新封閉式結(jié)構(gòu)完全符合GMP規(guī)范要求，可打印生產(chǎn)數(shù)據(jù)報(bào)表，可以很好地滿足制藥企業(yè)日益增長的生產(chǎn)需要。
1 工藝概況
全自動硬膠囊填充機(jī)簡要運(yùn)行流程如下：首先空殼硬膠囊由料斗灌入設(shè)備，裝在料斗里的硬膠囊隨著機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)，逐個(gè)進(jìn)入料斗下方順序裝置的順序叉內(nèi)，經(jīng)過膠囊導(dǎo)槽和撥叉的作用使膠囊調(diào)頭，機(jī)器每動作一次，釋放一排膠囊進(jìn)入模塊孔內(nèi)，并使其體（長度較長的半殼）在下，帽（長度較短的半殼）在上。轉(zhuǎn)臺的間隙轉(zhuǎn)動，使膠囊在轉(zhuǎn)臺的模塊中被輸出到各工位。接著，真空分離系統(tǒng)把膠囊順入到模塊孔中的同時(shí)將體和帽分開；然后，下模塊向外伸出，與上模塊錯(cuò)開，以備填充物料；接著，充填桿把壓實(shí)的藥柱推到膠囊體內(nèi)；最后，下模塊縮回與上模塊并合，經(jīng)過推桿作用使充填好的膠囊扣合鎖緊，再將扣合好的成品膠囊推出收集，真空清理器清理模塊孔后進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)工序。
計(jì)量裝置被一個(gè)間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)帶動，計(jì)量盤上有6組計(jì)量孔，前幾個(gè)工位藥粉被逐一填入孔中達(dá)到裝藥量。然后，藥粉被充填桿推入模塊中的膠囊體內(nèi)，通過調(diào)整每組充填桿的高度可以改變裝藥量。藥粉由一個(gè)不銹鋼料斗進(jìn)入計(jì)量裝置的盛粉環(huán)內(nèi)，盛粉環(huán)內(nèi)藥粉的高度由電容式傳感器控制的。在藥粉罐裝的過程中，一旦到達(dá)規(guī)定的盛裝高度，則電容式傳感器會被激勵(lì)，對主控PLC輸出一個(gè)高電平的開關(guān)量信號，從而停止灌裝設(shè)備，以防止藥粉從料斗內(nèi)溢出，造成材料的浪費(fèi)。
2 TURCK電容式傳感器的優(yōu)勢
電容式傳感器籍由其特殊的工作原理，可實(shí)現(xiàn)非接觸的、獨(dú)立的和無磨損的檢測，并且對于導(dǎo)電材料和非導(dǎo)電材料均可實(shí)現(xiàn)可靠檢測。因此，電容式傳感器可以適用于某些電感式傳感器無法檢測的特殊應(yīng)用場合。典型的應(yīng)用是距離和位置的測量，以及彎曲強(qiáng)度、厚度、液位控制、偏心、同心、變形、磨損和震動的檢測。
同時(shí)，電容式傳感器也有其缺點(diǎn)，即易受灰塵堆積、溫度變化、濕度和結(jié)露等因素的影響，從而使傳感器的檢測受到干擾；另外，電容式傳感器的開關(guān)距離在很大程度上取決于被測材料的介電常數(shù)，對于不同介電常數(shù)的材料，還需要調(diào)整傳感器檢測面距被測材料的距離，使得日常的維護(hù)及調(diào)整工作變得繁瑣復(fù)雜。
針對以上電容式傳感器的特殊性，TURCK的研發(fā)人員制造出了帶有屏蔽和補(bǔ)償功能的電容式傳感器。對于灰塵堆積、溫度變化、濕度和結(jié)露等因素的影響，TURCK電容式傳感器藉由其內(nèi)部的補(bǔ)償電路以及有效的屏蔽層，實(shí)現(xiàn)了將各種干擾基本屏蔽，從根本上解決了電容式傳感器的應(yīng)用問題，保證了客戶的使用效果。另外，其靈敏度高度可調(diào)的特性，既保證了用戶不改變安裝方式就可實(shí)現(xiàn)不同的檢測需要，又可以實(shí)現(xiàn)在同一位置上，對于不同材料的被測物均可以調(diào)整到合適的開關(guān)距離。
3 現(xiàn)場應(yīng)用問題及解決
在北京翰林航宇全自動硬膠囊填充機(jī)設(shè)備上，原使用的電容式傳感器開關(guān)距離較短、響應(yīng)時(shí)間較慢，在使用過程中，經(jīng)常需要調(diào)整傳感器的安裝位置；但是在膠囊生產(chǎn)的過程中，由于制藥行業(yè)的特殊性，需要停機(jī)將盛粉環(huán)內(nèi)的藥粉清除干凈才能改變傳感器的安裝位置，否則會造成對盛粉環(huán)內(nèi)藥粉的污染，從而導(dǎo)致整批藥粉報(bào)廢，但是反復(fù)地停機(jī)勢必會影響填充機(jī)的工作效率。另外，在膠囊的填充過程中，為了避免造成藥粉的浪費(fèi)，對于盛粉環(huán)內(nèi)藥粉高度的控制必須是實(shí)時(shí)的，并且膠囊的填充劑量必須精確，這就要求傳感器具有比較短的響應(yīng)時(shí)間和比較高的精確度。
TURCK公司技術(shù)人員針對以上要求和現(xiàn)場工況環(huán)境，經(jīng)過現(xiàn)場深入交流，推薦了螺紋圓柱型的電容式傳感器產(chǎn)品：BC10-M30-VN4X，圓滿地解決了用戶的難題。BC10-M30-VN4X在非齊平安裝下可達(dá)15mm的開關(guān)距離，滿足了現(xiàn)場大開關(guān)距離的要求，從而避免了頻繁調(diào)整傳感器的安裝位置，既減少了維護(hù)時(shí)間，又提高了生產(chǎn)效率；其毫秒級的響應(yīng)時(shí)間和零點(diǎn)幾毫米的精確度充分滿足了現(xiàn)場對盛粉環(huán)內(nèi)藥粉高度及時(shí)、準(zhǔn)確檢測的需要。同時(shí)，整個(gè)膠囊自動填充機(jī)的效能也得到了提升，可以很好地滿足制藥企業(yè)日益增長的生產(chǎn)需要。
4 TURCK傳感器為客戶生產(chǎn)效能帶來提升
TURCK電容式傳感器在該設(shè)備上的應(yīng)用，充分提高了整個(gè)膠囊填充機(jī)的效能，給客戶帶來了便利。
首先，TURCK電容式傳感器擁有豐富的產(chǎn)品序列，可以滿足客戶不同形式的安裝要求；另外，較大的開關(guān)距離以及高度可調(diào)的靈敏度特性，使得同一型號傳感器也可不改變安裝方式，只通過調(diào)節(jié)靈敏度來滿足不同類型的自動化制藥機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用需求。
其次，TURCK電容式傳感器擁有優(yōu)秀的EMC與ESD保護(hù)特性，可以完全保證傳感器的應(yīng)用安全；具有IP67的防護(hù)等級，可以完全滿足現(xiàn)場的工況環(huán)境，其優(yōu)秀的電氣及機(jī)械保護(hù)特性使得傳感器壽命大為延長，減少了生產(chǎn)成本和日常維護(hù)支出。
最后，TURCK電容式傳感器具有較強(qiáng)的抗不良環(huán)境因素干擾的能力，對于濕度、結(jié)露和溫度變化等干擾因素可以基本屏蔽掉，其可靠的品質(zhì)既減少了維護(hù)次數(shù)，又增強(qiáng)了生產(chǎn)過程的連續(xù)性，使得自動化制藥設(shè)備的產(chǎn)量得到了明顯的提高。
——轉(zhuǎn)自《自動化博覽》
——轉(zhuǎn)自《自動化博覽》
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號