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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，現就職于圖爾克（天津）傳感器有限公司，任電容式傳感器產品經理。
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化生產設備上，實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的全自動膠囊填充機上用于監測盛粉環內藥粉的高度，使客戶的生產效能得到了很好地提升。
關鍵詞：電容式傳感器；自動化生產設備；物品分檢和料位檢測；全自動膠囊填充機；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展有限公司是北京市制藥設備行業中一家重點扶持企業，是國內最具實力和規模的制藥設備企業之一，主要產品有GZP系列全自動高速壓片機、NJP系列全自動硬膠囊充填機、ZPX系列片劑/膠囊瓶裝自動生產線和DPH-BHD系列鋁塑裝盒自動生產線等。
翰林航宇的主流全自動硬膠囊充填機機型是NJP-3000B，其產量較高，每小時可達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，可打印生產數據報表，可以很好地滿足制藥企業日益增長的生產需要。
1 工藝概況
全自動硬膠囊填充機簡要運行流程如下：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機器的運轉，逐個進入料斗下方順序裝置的順序叉內，經過膠囊導槽和撥叉的作用使膠囊調頭，機器每動作一次，釋放一排膠囊進入模塊孔內，并使其體（長度較長的半殼）在下，帽（長度較短的半殼）在上。轉臺的間隙轉動，使膠囊在轉臺的模塊中被輸出到各工位。接著，真空分離系統把膠囊順入到模塊孔中的同時將體和帽分開；然后，下模塊向外伸出，與上模塊錯開，以備填充物料；接著，充填桿把壓實的藥柱推到膠囊體內；最后，下模塊縮回與上模塊并合，經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入下一個循環工序。
計量裝置被一個間歇運動機構帶動，計量盤上有6組計量孔，前幾個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，通過調整每組充填桿的高度可以改變裝藥量。藥粉由一個不銹鋼料斗進入計量裝置的盛粉環內，盛粉環內藥粉的高度由電容式傳感器控制的。在藥粉罐裝的過程中，一旦到達規定的盛裝高度，則電容式傳感器會被激勵，對主控PLC輸出一個高電平的開關量信號，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電容式傳感器的優勢
電容式傳感器籍由其特殊的工作原理，可實現非接觸的、獨立的和無磨損的檢測，并且對于導電材料和非導電材料均可實現可靠檢測。因此，電容式傳感器可以適用于某些電感式傳感器無法檢測的特殊應用場合。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、磨損和震動的檢測。
同時，電容式傳感器也有其缺點，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，電容式傳感器的開關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題，保證了客戶的使用效果。另外，其靈敏度高度可調的特性，既保證了用戶不改變安裝方式就可實現不同的檢測需要，又可以實現在同一位置上，對于不同材料的被測物均可以調整到合適的開關距離。
3 現場應用問題及解決
在北京翰林航宇全自動硬膠囊填充機設備上，原使用的電容式傳感器開關距離較短、響應時間較慢，在使用過程中，經常需要調整傳感器的安裝位置；但是在膠囊生產的過程中，由于制藥行業的特殊性，需要停機將盛粉環內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影響填充機的工作效率。另外，在膠囊的填充過程中，為了避免造成藥粉的浪費，對于盛粉環內藥粉高度的控制必須是實時的，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間和比較高的精確度。
TURCK公司技術人員針對以上要求和現場工況環境，經過現場深入交流，推薦了螺紋圓柱型的電容式傳感器產品：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15mm的開關距離，滿足了現場大開關距離的要求，從而避免了頻繁調整傳感器的安裝位置，既減少了維護時間，又提高了生產效率；其毫秒級的響應時間和零點幾毫米的精確度充分滿足了現場對盛粉環內藥粉高度及時、準確檢測的需要。同時，整個膠囊自動填充機的效能也得到了提升，可以很好地滿足制藥企業日益增長的生產需要。
4 TURCK傳感器為客戶生產效能帶來提升
TURCK電容式傳感器在該設備上的應用，充分提高了整個膠囊填充機的效能，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，只通過調節靈敏度來滿足不同類型的自動化制藥機械設備的應用需求。
其次，TURCK電容式傳感器擁有優秀的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，可以完全滿足現場的工況環境，其優秀的電氣及機械保護特性使得傳感器壽命大為延長，減少了生產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，其可靠的品質既減少了維護次數，又增強了生產過程的連續性，使得自動化制藥設備的產量得到了明顯的提高。
——轉自《自動化博覽》
——轉自《自動化博覽》
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號