图1 智能探头管理系统（ISM）示意图。

“让电极来告诉您何时需要维护和更换！”这是智能电极管理系统ISM提出的创新观念，它的即插即用功能使安装和维护更加方便；高级诊断功能可帮助客户有计划地进行电极更换，从而提高工作效率，降低维护成本。ISM技术使过程分析系统从安装、维护到电极的更换变得更加容易。

所谓ISM，即Intelligent Sensor Management，是指在普通传感器中加入了具有信息储存记忆功能的组件，让传感器不但具有现场测量功能，而且更具有进一步的管理识别功能，从而帮助用户识别、了解探头的使用状况，迅速获得测量点的有关信息，从而更加有效、科学地进行维护工作。

工业在线测量用的仪表和实验室仪表有所不同，工业仪表注重测量的实时性，要求测量准确、通讯快捷、最好能够储存足够的测量信息，并且维护越简单越好。前些年，各个厂家努力的方向集中于提高测量的准确性。随着技术的发展，智能化探头管理系统逐步显现出自身的优越性。
新兴的智能化探头管理系统在传统探头测量准确的基础上，融合了现代通讯技术，通过智能化的内置芯片，突破性地实现了信息存储、传递，并大大简化了探头的维护工作量，真正实现了测量系统的高效管理。

ISM的硬件部分由内嵌于探头的TEDS（电子数据表格传感器）、VP8电缆线以及相应的测量模块组成。软件包括符合IEEE1451.4的标准通信协议和测量软件。图1是ISM的系统组成示意图。探头的信息被实时记录在TEDS中，这些信息包括：探头识别信息、测量环境信息等，这些信息通过VP8电缆线和测量初始值一起被传送到变送器的测量模块中。测量初始值经过变送器的处理成为测量值并显示出来，测量环境信息经过特定的数学模型计算后，形成若干个探头高级诊断参数，用于探头的高级管理。

图2 “即插即用”的显示界面。

系统主要特点

“即插即用”使安装更加快捷简便。

插入探头，探头能够立即被自动识别，其所属型号、生产厂家、货号和序列号等信息都会在屏幕上显示出来，探头即可使用（图2）。当探头接入变送器，所有的相关状态与设置参数会从探头自动传输给变送器，从而避免因为变送器设置而产生的诸多错误。探头的性能参数被存储在变送器中，数秒内即可得到测量点的情况。

pH和溶氧探头可在实验室预先校准。

现场仪表维护工作人员都希望尽量减少在危险或严酷环境下的操作时间，ISM系统就能将此实现：由于可以储存校验信息，pH和溶氧探头的校准都可以预先在实验室内进行，完成校准后只需到测量现场安装探头即可使用，无需再将标准溶液拿到条件苛刻的现场进行操作，令操作既简单又安全，而且探头的更换可以在几秒钟内完成，大大减少维护工作量、提高操作效率。

探头耗损度指示和自适应校准计时器优化维护工作。

新的诊断工具能够将探头的使用状况具体化，每支探头的寿命将不再是个模糊的概念，而是通过多个指标，例如探头的斜率、零点、响应时间、膜阻抗等得到细化。探头的真实耗损度通过连续监测测量数据得到了掌握，可自动计算测量值、温度、使用时间，其所承受的最高过程温度也被记录下来，校验周期将随着探头的损耗自动缩短。此外，显示屏的网格图还可以给出直观的解释，例如：损耗度的轴圈越大，表明传感器的状态越好。这样一来，“什么时候应该更换探头”的问题答案显而易见，不再是凭感官判断，而成为一个具体的、量化的数据—显示屏能够提醒一支探头还能使用多长时间或多少个批次。

自适应校准计时器使计算时不仅包括探头的耗损度，而且包括探头使用的历史数据，当下一次校准到期时，变送器可以自动进行调整。这使得用户能够有计划地更换探头，提高维护工作效率、减少维护成本、提高系统可靠性、避免意外的操作中断。

建立探头使用档案。

ISM可以识别探头制造商、型号、系列号、订货号以及探头的最新的校准数据，所有的记录数据以电子数据表单的方式存储，可用于趋势分析，更好地管理探头。

小结

智能探头管理系统ISM目前支持的参数包括pH值、溶解氧含量、气相氧和浊度，将来这一范围还会拓展。结合了数字通信技术和应用经验的ISM，是过程分析领域一项具有重大意义的创新发现，它使传统的、凭经验进行的维护工作实现了量化，更加精准，大大减少了维护保养工作量，有效降低了运行成本，而且有利于提高测量系统的管理水平，并为未来实施测量系统的远程诊断和故障排除提供了具有可操作性的技术准备。