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　　Published: 四 月 22, 2026

　　工業(yè)制造和工藝 工業(yè)測量

　　石膏板生產(chǎn)工藝對精確的濕度控制具有嚴(yán)苛的要求，因此，在干燥過程中準(zhǔn)確測量溫度和濕度至關(guān)重要。然而，工藝條件在短時間內(nèi)發(fā)生顯著變化，這對市場上的許多傳感器來說是一個難以克服的挑戰(zhàn)。為了提升該工藝過程的效率和可持續(xù)性，法國圣戈班的工程師與維薩拉緊密合作，開發(fā)了監(jiān)測解決方案，以優(yōu)化石膏板質(zhì)量，提高效率，節(jié)約能源并提升可持續(xù)性。

　　背景

　　許多不同的工業(yè)過程都涉及干燥工藝，而該工藝在整個過程中的能耗占比極高，因此，干燥過程的準(zhǔn)確監(jiān)測和控制還有巨大的提升潛力。

　　自 20 世紀(jì)初發(fā)明石膏板以來，它對建筑行業(yè)產(chǎn)生了巨大影響。石膏板不僅重量輕、易于安裝，而且具有防潮、防火、防霉和良好的隔音保溫性能，已成為普及程度僅次于混凝土的內(nèi)墻和天花板建筑材料。

　　石膏板生產(chǎn)線中的典型測量區(qū)域。

　　圣戈班是輕型和可持續(xù)建筑領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)之一，擁有約 161,000 名員工和 1,100 多個生產(chǎn)基地。作為眾多可持續(xù)發(fā)展倡議的簽署方，圣戈班承諾最遲在 2050 年前實(shí)現(xiàn)凈零排放。公司的核心使命是“將世界打造成一個更美好的家園”。

　　自 2005 年收購 British Plaster Board 公司，圣戈班便開始發(fā)展石膏品牌。如今，公司專注改進(jìn)石膏板制造工藝，以提升產(chǎn)品質(zhì)量并降低碳足跡。

　　圣戈班在干燥工藝中采用三項(xiàng)控制參數(shù)：溫度、氣流和空氣濕度。然而，要精確管理這些控制參數(shù)，必須對干燥機(jī)內(nèi)部空氣進(jìn)行精確測量。

　　測量挑戰(zhàn)

　　從石膏漿到成品板材的石膏板制造工藝示意圖。

　　石膏板的制造工藝是將石膏漿澆注在護(hù)面紙板上，經(jīng)烘干固化后再覆上第二層紙板，形成三明治夾層結(jié)構(gòu)。石膏固化定型并裁切成為板材后，再送入烘干爐進(jìn)行烘干，以達(dá)到適宜的含水率。整個過程耗時可控制在一小時以內(nèi)，期間產(chǎn)品承受的溫度可高達(dá) 300°C，具體因工藝而異，且全程空氣濕度波動極大。“這些條件對傳感器提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，”圣戈班干燥工藝團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人 Jérôme Cantonnet 解釋道。“我們起初嘗試過許多供應(yīng)商的溫濕度傳感器，發(fā)現(xiàn)他們的產(chǎn)品精確度不夠。”

　　在石膏加工和干燥環(huán)節(jié)，準(zhǔn)確測量濕度有助于提升產(chǎn)品質(zhì)量和能源效率。

　　圣戈班是石膏板干燥工藝露點(diǎn)測量技術(shù)的先驅(qū)者之一。他們選擇露點(diǎn)傳感器，是因?yàn)樗軌驕y量空氣含水量的絕對值，而相較之下，濕度會隨溫度變化。關(guān)鍵是，市面上沒有類似的露點(diǎn)傳感器能夠在高達(dá) +350°C 的高溫下正常工作。因此，2010 年左右，圣戈班與維薩拉建立合作關(guān)系，共同打造量身定制的維薩拉露點(diǎn)傳感器，以滿足其石膏板應(yīng)用的具體需求。

　　能夠通過獲取和監(jiān)測傳感器診斷數(shù)據(jù)來評估測量結(jié)果的可靠性，這一點(diǎn)對于圣戈班來說至關(guān)重要。因此，維薩拉為其 DMP6 露點(diǎn)、溫度和濕度探頭量身定制具體配置，以輸出這些參數(shù)。

　　一家石膏板工廠通常需要四個 DMP6 探頭：三個用于持續(xù)監(jiān)測烘干爐，第四個用于校準(zhǔn)和備用。

　　維薩拉露點(diǎn)傳感器的優(yōu)點(diǎn)

　　維薩拉 DMP6 解決了在早期試用其他供應(yīng)商的濕度傳感器時暴露出的許多問題。這主要得益于維薩拉 DRYCAP® 技術(shù)。

　　DRYCAP 集成了電容型薄膜聚合物傳感器和自動校準(zhǔn)功能。隨著周圍濕度升高或降低，傳感器的薄膜聚合物會吸附或釋放水氣。這會導(dǎo)致電容發(fā)生變化，進(jìn)而被轉(zhuǎn)換為濕度讀數(shù)。電容型聚合物傳感器與溫度傳感器綁定在一起，根據(jù)濕度和溫度讀數(shù)計(jì)算出露點(diǎn)。

　　DRYCAP 傳感器的優(yōu)點(diǎn)在于傳感器材料所具有的抗凝結(jié)能力，以及額外的加熱功能，可在凝結(jié)環(huán)境中加快傳感器干燥速度。DRYCAP 還具有抵抗顆粒物、油蒸氣及大多數(shù)化學(xué)物質(zhì)污染的能力。當(dāng)傳感器受潮時，它可以迅速干燥并恢復(fù)快速響應(yīng)。在低濕度條件下，傳感器會自動校準(zhǔn)，確保提供準(zhǔn)確、可靠、穩(wěn)定的測量結(jié)果。

　　“事實(shí)證明，維薩拉 DMP6 是一個非常有效的解決方案。”Jérôme 解釋道。“它能夠在寬泛的溫度范圍內(nèi)保持高準(zhǔn)確度以及低漂移和低維護(hù)需求。它能夠直接在烘干爐內(nèi)部進(jìn)行測量，無需采樣管路，響應(yīng)速度很快。”他補(bǔ)充道。

　　能源效率是在烘干爐內(nèi)部濕度測量中保持高準(zhǔn)確度的主要動因。例如，Jérôme 表示：“露點(diǎn)準(zhǔn)確度哪怕只稍有下降，比如 ±2°C，能源效率就可能降低多達(dá) 10%。而我們的巴黎工廠功耗超過 30 MW，其所受影響不可小覷。”

　　石膏板廠的烘干爐普遍采用天然氣供熱，并配備電動風(fēng)機(jī)送風(fēng)。通過準(zhǔn)確的監(jiān)測與控制，烘干爐無需全負(fù)荷運(yùn)行，從而優(yōu)化能源效率。圣戈班還完成了兩座工廠的全面電氣化，離實(shí)現(xiàn)其脫碳目標(biāo)又更進(jìn)一步。

　　展望未來

　　維薩拉與圣戈班通過長期合作，研發(fā)出了一套能夠滿足石膏板制造特定需求的測量解決方案。通過規(guī)范傳感器的合理應(yīng)用，并在集團(tuán)各地生產(chǎn)基地全面推行能效提升目標(biāo)，圣戈班已經(jīng)將該方案落地。

　　“這充分體現(xiàn)了我們不斷探索方案解決環(huán)境挑戰(zhàn)，”Jérôme Cantonnet 說道。

　　維薩拉的 Juhani Lehto 表示：“我們很高興與圣戈班合作。這不僅是因?yàn)樗麄兡軌蛑С治覀冞M(jìn)一步開發(fā)產(chǎn)品，還因?yàn)槭ジ臧嗪途S薩拉擁有共同的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。我們的核心宗旨是“Taking every measure for the planet”。能夠?yàn)槭ジ臧鄬?shí)現(xiàn)碳中和之路貢獻(xiàn)力量，我們深感自豪。

　　主圖：維薩拉 Indigo520 數(shù)據(jù)處理單元和 DMP6 露點(diǎn)探頭，用于監(jiān)測石膏板烘干爐內(nèi)濕度條件。

　　圖片來源：圣戈班