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作者簡(jiǎn)介：張祖魁，男，工程師，電氣工程及其自動(dòng)化本科，現就職于圖爾克（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用于自動(dòng)化生產(chǎn)設備上，實(shí)現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(dòng)膠囊填充機上用于監測盛粉環(huán)內藥粉的高度，使客戶(hù)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(dòng)化生產(chǎn)設備；物品分檢和料位檢測；全自動(dòng)膠囊填充機；藥粉高度監測
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備行業(yè)中一家重點(diǎn)扶持企業(yè)，是國內最具實(shí)力和規模的制藥設備企業(yè)之一，主要產(chǎn)品有GZP系列全自動(dòng)高速壓片機、NJP系列全自動(dòng)硬膠囊充填機、ZPX系列片劑/膠囊瓶裝自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)和DPH-BHD系列鋁塑裝盒自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)等。
翰林航宇的主流全自動(dòng)硬膠囊充填機機型是NJP-3000B，其產(chǎn)量較高，每小時(shí)可達30000粒，可變頻調速，可編程控制。膠囊上機率>99%，劑量精確。新封閉式結構完全符合GMP規范要求，可打印生產(chǎn)數據報表，可以很好地滿(mǎn)足制藥企業(yè)日益增長(cháng)的生產(chǎn)需要。
1 工藝概況
全自動(dòng)硬膠囊填充機簡(jiǎn)要運行流程如下：首先空殼硬膠囊由料斗灌入設備，裝在料斗里的硬膠囊隨著(zhù)機器的運轉，逐個(gè)進(jìn)入料斗下方順序裝置的順序叉內，經(jīng)過(guò)膠囊導槽和撥叉的作用使膠囊調頭，機器每動(dòng)作一次，釋放一排膠囊進(jìn)入模塊孔內，并使其體（長(cháng)度較長(cháng)的半殼）在下，帽（長(cháng)度較短的半殼）在上。轉臺的間隙轉動(dòng)，使膠囊在轉臺的模塊中被輸出到各工位。接著(zhù)，真空分離系統把膠囊順入到模塊孔中的同時(shí)將體和帽分開(kāi)；然后，下模塊向外伸出，與上模塊錯開(kāi)，以備填充物料；接著(zhù)，充填桿把壓實(shí)的藥柱推到膠囊體內；最后，下模塊縮回與上模塊并合，經(jīng)過(guò)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。
計量裝置被一個(gè)間歇運動(dòng)機構帶動(dòng)，計量盤(pán)上有6組計量孔，前幾個(gè)工位藥粉被逐一填入孔中達到裝藥量。然后，藥粉被充填桿推入模塊中的膠囊體內，通過(guò)調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)入計量裝置的盛粉環(huán)內，盛粉環(huán)內藥粉的高度由電容式傳感器控制的。在藥粉罐裝的過(guò)程中，一旦到達規定的盛裝高度，則電容式傳感器會(huì )被激勵，對主控PLC輸出一個(gè)高電平的開(kāi)關(guān)量信號，從而停止灌裝設備，以防止藥粉從料斗內溢出，造成材料的浪費。
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)現非接觸的、獨立的和無(wú)磨損的檢測，并且對于導電材料和非導電材料均可實(shí)現可靠檢測。因此，電容式傳感器可以適用于某些電感式傳感器無(wú)法檢測的特殊應用場(chǎng)合。典型的應用是距離和位置的測量，以及彎曲強度、厚度、液位控制、偏心、同心、變形、磨損和震動(dòng)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(kāi)關(guān)距離在很大程度上取決于被測材料的介電常數，對于不同介電常數的材料，還需要調整傳感器檢測面距被測材料的距離，使得日常的維護及調整工作變得繁瑣復雜。
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償功能的電容式傳感器。對于灰塵堆積、溫度變化、濕度和結露等因素的影響，TURCK電容式傳感器藉由其內部的補償電路以及有效的屏蔽層，實(shí)現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用問(wèn)題，保證了客戶(hù)的使用效果。另外，其靈敏度高度可調的特性，既保證了用戶(hù)不改變安裝方式就可實(shí)現不同的檢測需要，又可以實(shí)現在同一位置上，對于不同材料的被測物均可以調整到合適的開(kāi)關(guān)距離。
3 現場(chǎng)應用問(wèn)題及解決
在北京翰林航宇全自動(dòng)硬膠囊填充機設備上，原使用的電容式傳感器開(kāi)關(guān)距離較短、響應時(shí)間較慢，在使用過(guò)程中，經(jīng)常需要調整傳感器的安裝位置；但是在膠囊生產(chǎn)的過(guò)程中，由于制藥行業(yè)的特殊性，需要停機將盛粉環(huán)內的藥粉清除干凈才能改變傳感器的安裝位置，否則會(huì )造成對盛粉環(huán)內藥粉的污染，從而導致整批藥粉報廢，但是反復地停機勢必會(huì )影響填充機的工作效率。另外，在膠囊的填充過(guò)程中，為了避免造成藥粉的浪費，對于盛粉環(huán)內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場(chǎng)工況環(huán)境，經(jīng)過(guò)現場(chǎng)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(mǎn)地解決了用戶(hù)的難題。BC10-M30-VN4X在非齊平安裝下可達15mm的開(kāi)關(guān)距離，滿(mǎn)足了現場(chǎng)大開(kāi)關(guān)距離的要求，從而避免了頻繁調整傳感器的安裝位置，既減少了維護時(shí)間，又提高了生產(chǎn)效率；其毫秒級的響應時(shí)間和零點(diǎn)幾毫米的精確度充分滿(mǎn)足了現場(chǎng)對盛粉環(huán)內藥粉高度及時(shí)、準確檢測的需要。同時(shí)，整個(gè)膠囊自動(dòng)填充機的效能也得到了提升，可以很好地滿(mǎn)足制藥企業(yè)日益增長(cháng)的生產(chǎn)需要。
4 TURCK傳感器為客戶(hù)生產(chǎn)效能帶來(lái)提升
TURCK電容式傳感器在該設備上的應用，充分提高了整個(gè)膠囊填充機的效能，給客戶(hù)帶來(lái)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(mǎn)足客戶(hù)不同形式的安裝要求；另外，較大的開(kāi)關(guān)距離以及高度可調的靈敏度特性，使得同一型號傳感器也可不改變安裝方式，只通過(guò)調節靈敏度來(lái)滿(mǎn)足不同類(lèi)型的自動(dòng)化制藥機械設備的應用需求。
其次，TURCK電容式傳感器擁有優(yōu)秀的EMC與ESD保護特性，可以完全保證傳感器的應用安全；具有IP67的防護等級，可以完全滿(mǎn)足現場(chǎng)的工況環(huán)境，其優(yōu)秀的電氣及機械保護特性使得傳感器壽命大為延長(cháng)，減少了生產(chǎn)成本和日常維護支出。
最后，TURCK電容式傳感器具有較強的抗不良環(huán)境因素干擾的能力，對于濕度、結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)既減少了維護次數，又增強了生產(chǎn)過(guò)程的連續性，使得自動(dòng)化制藥設備的產(chǎn)量得到了明顯的提高。
——轉自《自動(dòng)化博覽》
——轉自《自動(dòng)化博覽》
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號