隨著社會的發展及人們生活水平的提高，對消費產品質量和生產效率提出了更高的要求，要求灌裝裝置系統能夠快速、安全、準確地完成灌裝。無菌灌裝系統以其固有的優點，在食品、飲料、制藥等行業得到越來越廣泛的應用。無菌灌裝系統的要求使用于灌裝定量控制的方式發生了變化，一些專業灌裝用途流量計進入灌裝應用領域，這種動態在線的測量和控制方式帶來了新的挑戰，使用中不僅需要考慮流量計本身的安裝和使用，還要綜合考慮流量計集成在系統中時和其他部分的相互影響。

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    1 無菌灌裝系統介紹

    1.1 無菌灌裝系統的要求

    （1）易于清洗和消毒殺菌；（2）高產量、周期短；（3）高精度和高重復性；（4）低消耗和損耗；（5）快速處理不同產品灌裝和不同批量灌裝；（6）對產品和產品質量因素有較高的透明度；（7）不用維護或者易于維修。

    1.2 無菌灌裝的設計特點

    （1）機器的簡單化；（2）表面光滑、無凹凸、無死角、氣密密封性好；（3）排水流暢，無積水；（4）閉密性要好，防止外界微生物深入；（5）選擇適當材料，耐高溫、耐化學腐蝕；（6）自動化的CIP（原位清洗）/SIP（原位殺菌）；（7）關鍵設備的定期養護；（8）劃分生產區域，無菌和非無菌，生產區域物料、人等隔離和管制。

    1.3 灌裝定量控制

    在各個分系統中，灌裝的定量控制系統是最核心的系統之一，整個灌裝機的灌裝速度和精度往往由該系統的性能所決定。灌裝定量控制系統關鍵部件包括流量計、控制器、閥門（如圖1）。灌裝量的測量由流量計完成，它能快速、準確地計量灌裝頭的連接管道中的流體流量，并把信號上傳到控制器，由控制器根據設定的定量，控制灌裝閥門的啟/停，以達到準確灌裝。

圖1 灌裝系統關鍵部件示意圖

    1.4 無菌灌裝對流量計的要求

    1.4.1 快速反應能力和準確的測量能力。每次灌裝通常持續2~5秒，這要求電磁流量計的測量速度非?？?，測量間隔短，只有這樣才能跟得上流量的變化曲線。

    1.4.2 衛生型設計和連接。特殊的材質和連接方式。

    1.4.3 CIP和SIP的要求。原位清洗和殺菌涉及到酸堿等腐蝕性介質，如果采用高溫蒸汽殺菌，則過程中會出現約140℃的溫度。

    1.4.4 穩定性和重復性好。

  2 Dosimag電磁流量計簡介

    Dosimag系列流量計是某知名儀表公司自行研發的專業灌裝電磁流量計，能保證很高的準確性和重復性，緊湊的外形結構確保了在灌裝生產線的各個單元能安裝得很近。有快速準確的測量能力，測量周期短，測量頻率高。

    Dosimag電磁流量計的測量原理：根據法拉第電磁感應定律，因磁通量變化產生感應電動勢，閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動，導體中就會產生感應電流。在電磁測量原理中，流動的介質就相當于運動的導體，感應電壓和介質的流速成正比，并且通過兩個電極直接送到放大器。流體的容積通過管道的截面積可以算出。

圖2 電磁流量計原理示意圖

    Ue=B×L×v

    Q=A×v

    Q=A×v=A×Ue/B×L

    式中：Ue——感應電壓

    B——磁場強度

    L——磁極間距

    v——流體速度

    Q——流體流量

    A——管道截面積

    I——電流強度

    從以上公式可以看出，當磁場強度和磁極間距一定時，流體流量和感應電壓成正比。

    3 Dosimag流量計特性