立足3-A标准，探究卫生型压力变送器的卫生设计
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变送器是食品与药品生产设备过程监控的一大重要部件，其卫生设计要求严格，但国内标准尚未形成体系。立足于美国3-A卫生标准等国际权威标准，本文针对接触表面与非接触表面的卫生设计原则进行了探究。希望可以为制定相关国家标准、促进我国变送器产业发展提供一点启示。
接触表面卫生设计
表面粗糙度
卫生设计的关键点在于产品是否满足各种生产现场的清洗要求。产品在生产加工过程中受环境温度与产品本身性能的影响，会有一些残留物不可避免地附着在变送器表面，如果不及时清洗，就会产生二次污染。
根据3-A卫生标准，接触表面粗糙度Ra至少应为0.8 μm。通常变送器接触表面粗糙度通过机械加工设备来控制，也可以通过表面处理（如机械抛光、电解抛光、氧化处理等）来实现。在保证生产工艺的同时，必须用专用的粗糙度检测仪器进行接触表面粗糙度的过程控制。
焊接
变送器通常通过焊接的方式实现感压膜片、封装接头等的连接与安装。焊接工艺的好坏是衡量卫生设计的重要一环。首先，焊接必须是连续焊，一般不允许加料焊接，如确实需加料焊接，需确保焊料材质满足卫生要求；其次，焊接表面必须光滑均匀，不允许在凹陷、褶皱、裂纹、裂缝等部位存在。
密封
变送器安装时通常采用垫圈、O型密封圈或硬密封进行密封。密封材料需要与被测产品相接触，且要防止向外泄漏。垫圈式密封设计须可拆卸或粘合，便于满足各种应用场合的清洗与更换。垫圈凹槽设计的深度应小于其宽度，对于横截面尺寸大于1/4 in的可拆卸垫圈，凹槽在深度上不应超过1/4 in或在宽度上不应小于1/4 in。根据3-A卫生标准，对于横截面尺寸≤1/4 in的密封设计，也应符合相关要求。在O型密封圈设计与硬密封设计中，O型密封圈与硬密封接触线均应与安装接触面大致齐平，使得O形密封圈或硬密封接触线部分表面暴露于清洗介质中，便于清洗，不藏污纳垢（分别如下图所示）。
密封
最小设计半径
变送器在进行角度设计时，要尽量避免尖角，而是需做到无死角、可排净和可清洁。根据3-A卫生标准，小于135°的角度需做圆角处理，且圆角半径应≥1/8 in。对于无法达到此要求的情况，其圆角半径至少应为1/32 in。为防止损坏，传感膜片在配件表面内嵌超过1/32 in时，圆角半径大小应大于或等于内嵌深度，而内嵌深度小于1/32in时无需圆角半径。在密封凹槽设计中，当密封圈横截面尺寸≥1/4 in时，固定槽的圆角半径最小应为3/32 in，而横截面尺寸小于1/4 in时，参考下图。
对于非标准圆形、方形、矩形或其他形状，若横截面尺寸小于1/4 in，依旧参照表1。平面密封与产品接触配合连接没有最小圆角半径要求。粘合的垫圈固定槽不适用宽度、深度和最小圆角半径要求。在机加工部件90°位置，若因空间限制、材料厚度、管件本身垫圈干扰等因素无法实现最小圆角半径要求，可以替换成一对135°角，但须检查：两个135°角的距离（下图中“A”）应不小于1/32 in。
螺纹结构
螺纹结构也是变送器常用的过程连接件。对于卫生型产品，一般不建议使用不易清洗的螺纹结构，以避免对被测产品造成不必要的污染。若无法变通，应避免产品接触表面有开口螺纹，同时传感器与管件附件不建议使用封闭螺纹连接，因为一旦主密封损坏，就极有可能导致产品泄露进螺纹中，难以清洗。使用封闭螺纹时，组装应满足的情况是：封闭螺纹仅用于组装传感器探头于传感器部件或适配器。安装部件螺纹应在产品接触面处密封，以防止产品，液体，或微生物进入后与螺纹相接触。如果螺纹后存在空腔，任何通过螺纹的渗漏应直接或通过检漏口连接空气中。
内部填充液选用
常规压力类变送器一般采用填充液来进行压力传递。对于卫生设计而言，填充液的选用也非常重要，因为一旦填充液发生泄漏，就会直接泄漏至被测产品中，对产品产生污染。填充液的选用必须无毒无害，即使万一发生泄漏，也不会对被测产品产生二次污染。根据3-A卫生标准，填充液必须选用通过美国FDA认证的产品。
非接触表面卫生设计
表面处理
非接触表面应相对光滑，且无凹坑和裂缝，同时不得使用滚花表面。表面应设计和制造成易于清洗和检查的结构，避免液体或产品残留聚集，导致无法清洗。表面应设计成减少液体淤积，并保证液体不能流到被测产品接触表面。如果变送器外表面不是防腐金属，须喷漆或涂层。如果使用喷漆或涂层，应避免在预期使用环境下（包括清洗和灭菌）分层、凹痕、剥落、剥离、起泡或变形。
焊接
永久性连接应使用连续焊, 焊接表面需要光滑均匀，不允许在凹陷、褶皱、裂纹、裂缝等存在，焊接好后可以不进行研磨或抛光。
螺钉和螺纹
一般情况下不得使用内六角螺钉，而是使用可排泄结构的螺钉，如一字盘头螺钉。当然，如果远离产品接触面或与产品残留物隔离开的位置，内六角螺钉也可使用，但仍应可排污。除了变送器外壳的铭牌，不可使用铆钉。
应尽量避免开口螺纹，如果一定需要，螺纹长度不应超过螺纹公称直径的1/2。对于在生产和清洗过程中会被飞溅到的螺纹，应使用封闭螺母覆盖。
标牌
如果有信息指示牌和铭牌，应使用酸蚀刻或激光蚀刻，连续焊接，有效密封到变送器上。非金属粘合的信息指示牌和铭牌亦可接受。信息指示牌和铭牌也可通过活动接头连接到变送器上。
毛细管和电线
所有相互连接的毛细管与电线，其光导纤维应防腐，表面应光滑和可清洗。如果有铠装，应由螺旋不锈钢和塑料覆盖，不应裸露。
结论与展望
纵观全局，目前变送器在向卫生型发展的过程中，比较大的困难是对其卫生设计缺少必要的认识。国内没有相关经验与标准可供参考，对国外标准又缺乏真正了解。美国3-A标准只是从接触表面与非接触表面两方面对传感器类产品进行了技术性指导概述，没有涉及具体行业卫生设计细节与方法，其设计操作性也比较模糊。
随着国内变送器行业的发展与壮大，越来越多的厂家为了进入国际市场，不得不花费昂贵的代价进行国外标准与体系的认证。随着我国对卫生安全问题愈发重视，亟待借鉴美国、欧盟已有的标准与体系，建立自已的变送器卫生标准与认证流程，并力争受到国际的承认，促进我国变送器产业做大做强，走向世界。
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