今年春天，杜伊斯堡市响起了催人奋进的战鼓。KROHNE公司推出的SMARTSENS传感器无需外置的变送器。这也使得实验室分析人员能够避开一些分析技术可能带来的错误源。

流程工业企业对所使用元器件的基本要求是安全性和可靠性。对检测技术的要求也因流量、液位、压力或者温度等因素而有所不同。环境因素的变化对安全性和可靠性的要求也会有所不同，环境因素的改变常常会造成不良后果。新一代的检测技术能够帮助用户避免因为环境因素改变而造成的不良后果。

检测技术需要满足不同的行业标准、技术规范或者由不同的专业委员会、工作组推行的试行文件，需要通过专业机构的认证等。设备供应商应能涵盖所有的错误源和误差来源，提醒仪器设备使用时应注意的事项。分析技术必须满足安全性和可靠性要求，尤其是在复杂的、代价昂贵的检测过程中，必须保证最高的安全性和可靠性。无论是传感器的操作、布线和检测点的配置还是计量检定，检测分析始终比流量检测、充填量检测、压力或者温度的检测占有更加重要的地位。但随着SMARTSENS传感器的问世，情况出现了一些变化，这一新系列的分析传感器与当前市场中的同类产品有着明显的区别，在安全性和可靠性方面都有了进一步的提高。

图1 新型分析传感器可以用今天常见的、下载了Hart DD的手持式编程器进行操作

省去了外部变送器

SMARTSENS传感器的最大特点是无需单独使用外部变送器，因为在感应器插接件的端部已经集成了变送器。这种双向传感器插接件端部能够直接通过接口向流程设备主控系统发送4~20mA的Hart-7电信号。这是分析检测技术领域中的一次革命。

由于在电感式的数据传送过程中需要在传感器插接连接件的端部和电缆的耦合器中配置一些电子元器件、存储器和微处理器。这样，例如酸碱度pH检测传感器探测到的模拟信号在到达变送器输出端时会最多经过6次的模拟/数字信号的来回转换和7个微处理器的处理，这是一条很长的输送途径，在这一途径中存在很多的错误源。把变送器集成到插接连接件的端部之后，SMARTSENS传感器通过减少数据信号转换的次数和微处理器接口，省略了电缆/插接连接而减少了出现错误的概率。

同时，集成的微处理器比所有流程工艺过程中一般变送器的功能更加强大，能够更好地保证完成其所承担的检测任务。在信号处理时，KROHNE公司所使用的电子元器件数量更少，因此有着更高的系统安全性，技术易于掌握。

SMARTSENS只需将VarioPin插头与主控系统连接起来就可以用Hart DD进行配置，例如利用手持式Hart编程器Junction-Box（至易燃易爆危险区域Zone 1）或者PACTWARE（FDT/DTM）进行配置。可以选用的附件还有双线显示屏或者用SMARTMAC来代替双线并处理4~20mA电流信号的“变送器”（Hart主机）。
SAMRTMAC的操作使用与IFC 100系列KROHNE流量检测仪的检测转换器相同，无需重新掌握新的操作规范。

SMARTSENS传感器集成了变送器，可以在易燃易爆危险区域Zone 0的环境中使用，SMARTSENS传感器获得了IECEc II 1G ia IIC T4-T6的安全认证证书。其中，SMARTSENS酸碱度pH值检测传感器是唯一一种可以在易燃易爆危险区域Zone 0~2环境中使用的两线制酸碱度传感器。IECEx认证是ATEX，NEPSI，FM和CSA等认证中最全面的认证。

图2 所有的SMARTSENS传感器都是数字式传感器，可以在实验室中进行离线的计量检定

开放的通信功能

在流量检测或者物位检测领域中的标准，现在也可以作为分析技术领域的标准。每一种SMARTSENS传感器都可以直接用4~20mA电流信号和Hart 7信号与流程设备的主控系统进行通信（集成了Namur NE 107的状态提示）。而传感器的操作可以使用今天常见的手持式，下载了Hart DD的编程器就可以完成。因此，KROHNE公司也成为第一家能够利用标准的现场总线把传感器数据（经多点或者点对点）直接传送给流程设备主控系统的供应商。

使用DD和DTM进行的通信通过了HART通信基金会的HCF认证以及FDT用户组的性能测试（例如：PACTWARE）。推荐使用的是开放式的，与生产厂家无关的PACTWARE。

除了PACTWARE这一独立于生产厂家和现场总线系统的应用软件之外，SMARTSENS系列的传感器与主要的资产管理软件，例如：Emerson公司（ASM）、西门子（PCS7）、ABB、Smar、Invensys、Honeywell、Schneider和其他公司的资产管理软件都兼容。

离线计量检定

由于传感器工作时受到介质、温度、湿度、环境条件或者污垢的影响，电子分析检测传感器会在工作一段时间后出现精度下降，必需重新校准、清洁、计量检定甚至更换。目前，生产现场中使用的分析传感器大多数是使用模拟技术的分析传感器，在校准和计量检定时都必需与变送器一起在现场校准、计量检定，即便它们安装在很远的地方，难以接近或者没有任何保护的露天环境中。总之，在这些不理想的条件下进行计量检定往往不能保证计量检定的准确性，可能给流程工艺控制提供错误的数据。而SMARTSENS系列传感器提供了更加安全可靠的校准和计量检定方式，因为所有的SMARTSENS传感器都是数字式传感器，可以在离线条件下在实验室中受控的条件下进行校准和计量检定。传感器能够储存计量检定的数据，校准和计量检定之后再安装到使用现场重新工作。在离线计量检定时，传感器可用USB接口与计算机连接，为传感器供电，按照Hart 7通信模式进行双向通信。计算机使用的是PACTWARE（FDT/DTM）现场设备工具/设备类型管理器的操作界面，与资产管理系统的操作界面相同。从安全性和可靠性的角度来看，离线计量检定在稳定的实验室条件下进行，具有较高的重复精度，可靠的检测结果和成本费用可将传感器的使用寿命延长2~4倍。

图3 无论是室内或者是室外的pH值检测，SMARSENS系列分析传感器都能在合适的时间提示维护保养，避免了不必要的或者过频繁的计量检定

适用性强的开放式解决方案

尤其是在有易燃易爆危险（至Zone 0级）和有卫生消毒要求的生产环境中，SMARTSENS系列的传感器都获得了在各种工业生产领域中使用的认证、授权和批准。它的使用范围包括原水处理、饮用水处理、化学品处理、污水的净化处理等领域。除了对酸碱度pH值进行检测之外，这一传感器还可对氧化还原和电导率进行检测，将来还会有适合于其他参数检测的SMARTSENS传感器问世。从安装使用的角度来讲，这一系列的传感器是按照实际应用而研发设计的，满足了98%以上流程设备附件中安装的要求（依据KROHNE公司调查报告中2500多种流程工艺辅助装备）。SMARTSENS系列产品中使用的电子元器件品种类型不多，但都是大批量生产的经济实惠的电子产品。

随着SMARTSENS系列传感器的问世，KROHNE公司也推出了一系列的可选附件，例如：带有外部供电功能的显示屏、USB-Hart接口电缆、双向变送器等。这些附件也都通过了IECEx Zone1和Zone 2的安全认证。

小结

SMARTSENS系列的分析传感器提供了目前在检测技术领域中从传感器到PLC可编程序控制系统层的高安全性和高可靠性。KROHNE公司不仅仅把这一系列的产品只当作传感器来开发，而且将这一产品当作一个整体系统来开发，为用户提供了使用操作的方便性，明显减少了错误源。SMARTSENS传感器所代表的是检测技术供应商攻克分析检测技术的传统弱项发起的信号。

使用寿命提高了4倍

对于KROHNE公司负责人Wolfgang Babel博士来讲，分析传感器的离线计量检定是非常重要的技术，他认为这是SMARTSENS传感器所使用的一种创新性技术。

PROCESS：Babel博士，用户是否会看重分析传感器的投资成本？

Wolfgang Babel：不是很看重。分析传感器的用户非常清楚哪里产生的费用最高。当市场上推出一种新的传感器时，用户首先考虑的并不是它的价格，而是维护保养。当用户知道了传感器购买后的维护保养费用较高时，用户会说：“坏了我就扔，再买新的。”

PROCESS：离线计量检定与维护保养密切相关。请您介绍一下离线计量检定的优点。

Wolfgang Babel：离线计量检定是非常重要的。有些用户，例如拜耳公司或者Lanxess公司都非常清楚离线计量检定具体情况，能够带来什么样的好处。其他一些企业对于离线计量检定知之甚少，很多企业都不是特别重视。目前，公司向市场说明离线计量检定优点是宣传工作的一部分。最后要强调的是：离线计量检定可以把传感器的使用寿命延长4倍.

PROCESS：离线计量检定为什么能延长传感器的使用寿命？

Wolfgang Babel：道理非常简单，当用户在室外的生产现场的管道上用清洗剂清理传感器，在狂风暴雨中对传感器进行标定时，如果传感器出现了问题就换一个。而离线计量检定则不同，用户将传感器拿到实验室中，首先对传感器的隔膜进行清洁，离子选择性玻璃得以再生；然后才是在工厂条件下进行计量检定。传感器的计量检定周期变成了3个月，而不再是每月一次。或者说传感器每季度更换一次，不再是每个月更换一次或者是每两周更换一次。但是，这种离线计量检定本身的优势对于许多用户来讲还不是很了解。