一、工業(yè)現(xiàn)場背景：物位開關電路易損問題

　　在工業(yè)自動化系統(tǒng)中，物位開關是現(xiàn)場控制中基礎而關鍵的儀表，廣泛應用于化工、冶金、電力、環(huán)保、建材、食品及制藥等行業(yè)。其主要功能是對料倉、料斗、反應釜或儲罐中的物料狀態(tài)進行監(jiān)測，并向控制系統(tǒng)輸出開關信號。

　　物位開關通常工作在惡劣環(huán)境下：

? 高濕、高粉塵、高腐蝕性氣體

? 室外長期日曬雨淋，晝夜溫差大

? 機械振動、沖擊頻繁

? 部分區(qū)域存在易燃易爆風險

　　在這些條件下，電子電路的穩(wěn)定性和可靠性直接決定儀表的長期運行效果。長期的高濕、高粉塵、化學腐蝕以及強振動條件，都會加速電子元器件的老化，導致物位開關的誤動作或失效。對工業(yè)生產(chǎn)來說，這意味著潛在的安全風險、停機成本增加以及產(chǎn)量損失。

 別家品牌低端物位開關

二、傳統(tǒng)振動式物位開關電路隱患

　　為節(jié)約成本，部分國產(chǎn)振動式物位開關常采用裸露PCB安裝在金屬殼體內(nèi)的常規(guī)設計：

? 電路板直接暴露在殼體中

? 缺乏獨立封裝和防護結構

? 依賴外殼密封提供基礎防護

　　這種設計在實驗室環(huán)境下運行正常，但在長期工業(yè)現(xiàn)場會出現(xiàn)問題：

1. 潮氣侵入導致PCB表面結露

2. 腐蝕性氣體或鹽霧加速元器件氧化

3. 潮濕降低絕緣性能，增加短路風險

4. 振動引起焊點疲勞、間歇性故障

這些問題易造成誤報警、信號漂移，增加運維難度和停機風險。在化工或冶金等行業(yè)，高濕和腐蝕環(huán)境下的裸板設計，甚至可能導致元器件短路，嚴重時會引發(fā)安全事故。因此，從安全性和長期可靠性角度出發(fā)，傳統(tǒng)裸板電路存在明顯局限性。

右側為計為模塊化電路保護設計，維護簡便，提升效率

三、電路保護的重要性

　　在現(xiàn)代振動式物位開關設計中，電路保護水平往往決定儀表的可靠性下限。即便機械測量原理再可靠，如果電子電路受環(huán)境影響，儀表仍可能失效。因此，系統(tǒng)性電路保護是高端物位開關不可或缺的設計環(huán)節(jié)。

　　電路保護不僅是防止短路或元器件腐蝕，更直接關系到：

? 信號輸出穩(wěn)定性

? 儀表長期動作可靠性

? 工業(yè)安全風險控制

? 設備維護成本

　　通過科學設計電路保護，可顯著提升物位開關在復雜工況下的運行壽命，并減少現(xiàn)場維護頻率。

四、計為自動化的模塊化電路保護設計

　　深圳計為自動化技術有限公司在研發(fā)中采用模塊化設計 + 灌封工藝，核心特點如下：

1. 電路獨立封裝

　　整個工作電路板置入專用塑膠盒中，實現(xiàn)與外界環(huán)境的物理隔離。模塊化設計使得電路與殼體解耦，減少了振動傳遞和環(huán)境侵入對電路的直接影響。

2. 灌封膠整體封裝

　　封裝時注入高性能灌封膠，對PCB及元器件形成致密保護層，提高機械固定和絕緣性能。灌封膠同時具有一定柔韌性，可吸收機械沖擊和振動，增強抗震性能。

 計為自動化的模塊化電路保護設計

五、模塊化電路保護的技術優(yōu)勢

1. 防水防潮

　　灌封后的電路模塊可有效阻隔濕氣，防止冷凝水在PCB表面形成導電路徑。即使在連續(xù)潮濕或冷凝環(huán)境中，電路仍能穩(wěn)定運行。

2. 防腐蝕

　　灌封膠及塑膠模塊可隔離化學氣體和鹽霧，避免元器件引腳氧化和電化學腐蝕，特別適用于化工、環(huán)保及海邊高鹽環(huán)境。

3. 絕緣與阻燃

　　模塊化封裝采用阻燃絕緣材料，確保短路、漏電風險降低，同時符合本安防爆要求，為安全運行提供技術保障。

4. 抗振動與沖擊

　　灌封膠吸收機械能量，保護焊點和元器件，提升工業(yè)現(xiàn)場可靠性。即便在振動頻繁的輸送設備、攪拌罐或重載料斗環(huán)境中，物位開關仍可長時間穩(wěn)定運行。

5. 可維護性

　　模塊化設計允許快速更換電路模塊，無需拆解整機或進行現(xiàn)場焊接，顯著縮短停機時間，降低維護成本。同時可快速升級電子模塊，保持儀表技術更新。

六、現(xiàn)場應用案例

　　在化工酸液罐液位監(jiān)測中，一些客戶曾使用某國產(chǎn) S 品牌的裸板振動式物位開關。該品牌儀表的電路板直接暴露在金屬殼體內(nèi)，長期在酸霧濃度高、溫度波動大的環(huán)境中運行。隨著時間推移，酸霧和濕氣附著在裸板電路表面，加速元器件腐蝕和焊點疲勞，導致儀表動作延遲、誤報警頻發(fā)，甚至出現(xiàn)短路或失效。用戶被迫頻繁停機更換儀表，不僅增加了生產(chǎn)維護成本，也影響了產(chǎn)線穩(wěn)定性。

　　相比之下，計為自動化采用模塊化電路 + 灌封工藝設計，將整個工作電路板置入塑膠模塊盒，并注入高性能灌封膠，形成完整保護層。在相同酸霧環(huán)境下，計為模塊化物位開關能夠保持長期穩(wěn)定報警和信號輸出，有效避免停機，降低維護成本，同時確保生產(chǎn)過程安全可靠。

七、質量控制與標準化設計

　　計為自動化通過模塊化電路保護和嚴格出廠檢測流程，確保每臺物位開關在尺寸、工藝和性能上保持高度一致性：

計為自動化依托模塊化電路保護與嚴格出廠檢測，確保每臺物位開關尺寸、工藝與性能高度一致

? 電路板灌封工藝經(jīng)過高低溫、濕熱、振動和鹽霧測試

? 組件及成品嚴格抽檢，確保標準化

? 批量生產(chǎn)保持穩(wěn)定可靠，減少定制化帶來的風險

　　標準化設計不僅提升產(chǎn)品一致性，也確保客戶在不同項目和工況下獲得相同的可靠性能。

八、成本與運維優(yōu)勢

　　模塊化電路保護不僅顯著減少了現(xiàn)場維護的頻率和操作難度，還有效降低了生產(chǎn)線的停機時間，從而間接節(jié)約了企業(yè)大量生產(chǎn)成本。與傳統(tǒng)裸板或非模塊化設計相比，維護人員無需拆解整機或進行復雜焊接操作，只需快速更換完整電路模塊即可恢復儀表正常運行。整個過程操作簡便、安全可靠，即使是一般現(xiàn)場維護人員也能夠輕松完成，避免了人為操作失誤帶來的潛在風險。此外，模塊化設計還便于未來電子模塊的升級或改造，使企業(yè)能夠在保持現(xiàn)有設備長期穩(wěn)定運行的同時，快速適應新工藝或工況需求，從而提升整體生產(chǎn)效率和現(xiàn)場管理水平，實現(xiàn)維護成本、時間成本與生產(chǎn)效率的多重優(yōu)化。

九、行業(yè)認可與安全標準

　　計為自動化模塊化電路保護設計的物位開關符合本安防爆 (Ex ia) 要求，并通過 PCEC、3C、SIL、EAC 及國際客戶認可案例驗證，可在嚴格工業(yè)環(huán)境中長期穩(wěn)定運行。該系列儀表廣泛適用于化工、冶金、能源、制藥、食品等高風險、高腐蝕和高磨損的工業(yè)環(huán)境，滿足全球不同市場對安全、防爆和可靠性的嚴格要求。

十、結語

　　電路保護是振動式物位開關長期穩(wěn)定運行的核心。通過模塊化 + 灌封設計，計為自動化將防水、防腐、絕緣、阻燃、抗振性能系統(tǒng)性整合，使儀表在復雜工業(yè)環(huán)境中保持長期可靠和耐用。該設計不僅提升了產(chǎn)品性能，也降低了運維成本，為企業(yè)節(jié)約了時間和資源。