現在，成熟(shu)的動力驅(qu)動方式和(he)液體輸送(song)端（泵頭）材(cai)🎅🏿料技🙆🏿術使(shi)😮‍💨得新型計(ji)量泵幾乎(hu)可以完成(cheng)輸送任何(he)常規和特(te)殊介質的(de)要求，其工(gong)作壓力和(he)容量亦能(neng)🧜🏼‍♀️滿足工業(ye)生産的絕(jue)大多數要(yao)求。

一、概述(shu)

作為流體(ti)精密計量(liang)與投加的(de)理想設備(bei)，計量泵如(ru)今已被廣(guang)👿泛地應用(yong)于包括制(zhi)藥、食品飲(yin)料和石油(you)化工行業(ye)在内的各(ge)個領域，在(zai)工藝過程(cheng)擔負着強(qiang)腐蝕性✡️、毒(du)害性、高粘(zhan)性和高壓(ya)介質的計(ji)量添加任(ren)務。經過超(chao)💞過半個世(shi)😁紀的實踐(jian)應用和技(ji)術改進，現(xian)在計量泵(beng)已經進入(ru)其高速增(zeng)長期。現在(zai)，成熟的動(dong)力驅動方(fang)式👌和…液體(ti)輸送端（泵(beng)頭）材料技(ji)術使😈得新(xin)型計量泵(beng)幾乎可以(yi)完成輸送(song)任何常規(gui)和特殊介(jie)質的要求(qiu)，其工作壓(ya)💔力和容量(liang)亦能滿足(zu)💫工業生産(chan)🧜🏼‍♀️的絕大多(duo)數要求。

随(sui)着人們對(dui)生産工藝(yi)過程指标(biao)和自動化(hua)程度要求(qiu)的普遍提(ti)高，作為化(hua)學藥劑計(ji)量和添加(jia)環節的最(zui)終執行機(ji)構，計量泵(beng)的安全性(xing)和可控制(zhi)性變得日(ri)益重要起(qi)來。石油化(hua)工等行業(ye)向來以生(sheng)産過程的(de)高度自動(dong)化而著稱(cheng)，也是集散(san)式、分布式(shi)和智能👩‍🍼式(shi)計算機控(kong)制系統應(ying)用最廣泛(fan)的領域之(zhi)一，因而🏊🏾‍♀️要(yao)求與之相(xiang)🧛🏽配套的執(zhi)行器——計👱🏼‍♂️量(liang)泵亦要具(ju)備靈活多(duo)樣的控制(zhi)模式，可以(yi)方便地與(yu)計👋算機系(xi)統構成各(ge)種控制回(hui)路，實現更(geng)複雜更精(jing)确的過程(cheng)控制。為順(shun)應這一新(xin)的趨勢，國(guo)際上著名(ming)的計量泵(beng)制造商😥如(ru)德國普羅(luo)名特~公司(si)在🧜🏼‍♀️保證其(qi)産品傳統(tong)性能繼續(xu)領先世界(jie)的同時，借(jie)助😈于嵌入(ru)式微處理(li)器系統，将(jiang)多種調節(jie)控制功能(neng)和👩‍🍼數據通(tong)🚶🏾‍♀️‍➡️訊協議整(zheng)合到計🧑🏾‍🎄量(liang)泵中，真正(zheng)實現了從(cong)沖程頻率(lü)到沖程長(zhang)度的雙維(wei)調節，使其(qi)産品成^為(wei)世界首創(chuang)的智能精(jing)密計量泵(beng)。

二、計量泵(beng)的基本工(gong)作原理

衆(zhong)所周知，計(ji)量泵主要(yao)由動力驅(qu)動、流體輸(shu)送和調🏃🏿‍♀️‍➡️節(jie)🛌🏻控制三部(bu)分組成。動(dong)力驅動裝(zhuang)置經由機(ji)械聯杆系(xi)統帶動流(liu)體輸送隔(ge)膜（活塞）實(shi)現往複運(yun)動：

隔膜（活(huo)塞）于沖程(cheng)的前半周(zhou)将被輸送(song)流體吸入(ru)并于後半(ban)周ˇ将流體(ti)排出泵頭(tou)；所以，改變(bian)沖程的往(wang)複運動頻(pin)率或每一(yi)次往複👹運(yun)動的沖程(cheng)長度即可(ke)達至調節(jie)流體輸送(song)量之目的(de)。精👱🏼‍♂️密的加(jia)工精度保(bao)證了每次(ci)泵出量進(jin)而實現被(bei)輸🤶🏾送介質(zhi)的精密計(ji)量。

因其動(dong)力驅動和(he)流體輸送(song)方式的不(bu)同，計量泵(beng)可以🙉大🛀🏼緻(zhi)劃分😁成柱(zhu)塞式和隔(ge)膜式兩大(da)種類。

2.1、柱塞(sai)式計量泵(beng)

主要有普(pu)通有閥泵(beng)和無閥泵(beng)兩種。柱塞(sai)式計量泵(beng)因其結😁構(gou)簡單和耐(nai)高溫高壓(ya)等優點而(er)被廣泛應(ying)用于石油(you)化工🔞領域(yu)。針對高粘(zhan)度介質在(zai)高壓力工(gong)況下普通(tong)柱塞泵的(de)不足，一種(zhong)😗無閥旋轉(zhuan)柱塞式計(ji)量泵受到(dao)愈來愈多(duo)的重視，被(bei)💫廣泛應用(yong)于糖漿、巧(qiao)👩🏼‍❤️‍👨🏾克力和石(shi)油添加劑(ji)等高粘度(du)介質的計(ji)量添加。因(yin)被計量介(jie)質👩‍🍼和泵内(nei)潤滑劑之(zhi)間無法實(shi)現完全隔(ge)離這一結(jie)構性缺😝點(dian)，柱塞式計(ji)量泵在高(gao)防污染要(yao)😗求流體計(ji)量應用中(zhong)受到諸多(duo)限制。



2.2、隔膜(mo)式計量泵(beng)

顧名思義(yi)，隔膜式計(ji)量泵利用(yong)特殊設計(ji)加工的柔(rou)😘性隔膜🧑🏽‍❤️‍💋‍🧑🏻取(qu)代活塞，在(zai)驅動機構(gou)作用下實(shi)現往複運(yun)動，完成吸(xi)入－排出過(guo)🛌🏻程。由于隔(ge)膜的隔離(li)作用，在結(jie)構上真正(zheng)實現了被(bei)計量流體(ti)與驅動潤(run)滑機構之(zhi)間的隔離(li)。高科技的(de)結構設計(ji)和新型材(cai)料的選用(yong)🏃🏻‍♀️已經大大(da)提👧🏾高了隔(ge)膜的使用(yong)壽命，加上(shang)複合材料(liao)🛀🏼優異的耐(nai)腐🚶🏾‍♀️‍➡️蝕😈特性(xing)，隔膜式計(ji)量泵目前(qian)已經成為(wei)🙈流體計量(liang)🧜🏼‍♀️應用中的(de)主力泵型(xing)。

在隔膜式(shi)計量泵家(jia)族成員裡(li)，液力驅動(dong)式隔膜泵(beng)由于😺采用(yong)💔了液壓油(you)均勻地驅(qu)動隔膜，克(ke)服了機械(xie)直接驅動(dong)方式下泵(beng)隔膜💌受力(li)過分集中(zhong)的缺點，提(ti)升了隔膜(mo)壽命和工(gong)作👱🏼‍♂️壓力上(shang)限。為了克(ke)服單隔膜(mo)式計量泵(beng)👩🏽‍🐰‍👩🏿可能出現(xian)的因隔膜(mo)破損而造(zao)成的工作(zuo)故障，有的(de)計量泵配(pei)備了隔膜(mo)破損傳感(gan)器，實現隔(ge)🔞膜破裂時(shi)自動連鎖(suo)保護；具有(you)雙隔膜結(jie)構泵頭的(de)計量進一(yi)步提高了(le)其安全性(xing)，适合對安(an)全保護特(te)别敏感的(de)應用場合(he)。
作為隔膜(mo)式計量泵(beng)的一種，電(dian)磁驅動式(shi)計量泵以(yi)電🙆🏿磁👺鐵産(chan)生脈動驅(qu)動力，省卻(que)了電機和(he)變速機構(gou)，使得系統(tong)小巧緊湊(cou)，是小量程(cheng)低壓計量(liang)泵的重要(yao)分支。

現在(zai)，精密計量(liang)泵技術已(yi)經非常成(cheng)熟，其流體(ti)計量🤶🏾輸💌送(song)能力最大(da)可達0-100,000l/h，工作(zuo)壓力最高(gao)達4000bar，工作範(fan)圍覆蓋了(le)工業生産(chan)所有領域(yu)的要求。

三(san)、計量泵的(de)控制

計量(liang)泵每一次(ci)的流體泵(beng)出量決定(ding)了其計量(liang)容量。在一(yi)定的🎅🏿有效(xiao)隔膜面積(ji)下，泵的輸(shu)出流體的(de)體積流量(liang)正比與沖(chong)程長度L和(he)沖程頻率(lü)F：V∝A*F*L

在計量介(jie)質和工作(zuo)壓力确定(ding)情況下，通(tong)過調節沖(chong)程長⛹🏻‍♂️度L和(he)沖程頻率(lü)F即可實現(xian)對計量泵(beng)輸出的雙(shuang)維調節。

盡(jin)管沖程長(zhang)度和頻率(lü)都可以作(zuo)為調節變(bian)量，但在工(gong)💞程👌應用中(zhong)💫一般将沖(chong)程長度視(shi)為粗調變(bian)量，沖程頻(pin)率為細調(diao)變量：調節(jie)沖程長度(du)至一定值(zhi)，然後通過(guo)改變🧜🏼‍♀️其頻(pin)率實現精(jing)細調節，增(zeng)加調節的(de)靈活性。在(zai)相對簡單(dan)的應用場(chang)合，亦可以(yi)手動設置(zhi)沖程長度(du)，僅将沖程(cheng)頻率作為(wei)調節變量(liang)，從而簡化(hua)系統配👩‍🍼置(zhi)。

3.1、常規模拟(ni)/開關信号(hao)調節方式(shi)

過程控制(zhi)應用中廣(guang)泛采用0/4-20mA模(mo)拟電流信(xin)号作為傳(chuan)感器、控🧑🏽‍🎄制(zhi)器~和執行(hang)機構間信(xin)号交換的(de)标準，具有(you)外控功能(neng)👨🏻‍🏭的計量泵(beng)亦主要采(cai)用這種方(fang)式，實現對(dui)沖程頻率(lü)和沖程頻(pin)率的外部(bu)調節。

位置(zhi)式伺服機(ji)構是實現(xian)沖程長度(du)調節的最(zui)普遍方法(fa)。一體化的(de)伺服機構(gou)被設計成(cheng)能夠直接(jie)接受👻來自(zi)調節器或(huo)計算機的(de)0/4-20mA控制信号(hao)，從而自動(dong)調節沖程(cheng)長度在0-100％範(fan)圍内變化(hua)。

相對而言(yan)實現沖程(cheng)頻率調節(jie)的方法比(bi)較多樣，主(zhu)要有變頻(pin)電機控制(zhi)和直接繼(ji)電觸點控(kong)制兩種。經(jing)由0/4-20mA電流信(xin)号控制的(de)變頻🔞調速(su)器驅動計(ji)量泵電動(dong)機按所需(xu)速度運行(hang)，從而實現(xian)🧛🏾‍♀️沖程頻率(lü)的調節。對(dui)于電磁驅(qu)動和部分(fen)電機驅動(dong)的計量泵(beng)，亦可以利(li)用外部觸(chu)點👺信号來(lai)調節沖程(cheng)頻率。


3.2、基地(di)式控制方(fang)式

在某些(xie)特殊場合(he)，如ph值調節(jie)，計量泵作(zuo)為執行器(qi)，在調節器(qi)的控制下(xia)添加酸或(huo)堿。為簡化(hua)系統配置(zhi)和提高可(ke)靠性，以微(wei)處理器為(wei)核心的嵌(qian)入式控制(zhi)系統被直(zhi)接集成到(dao)計量泵内(nei)，如此隻需(xu)😁外接一支(zhi)pH傳🧑🏾‍🎄感器，即(ji)可構成完(wan)整的調節(jie)系統。這種(zhong)基地式智(zhi)能計量泵(beng)概念也适(shi)用于控👿制(zhi)其它工藝(yi)參數，如氧(yang)化還原電(dian)位(ORP)和餘氯(lü)濃度調節(jie)等應用場(chang)合。

3.3、設定程(cheng)序式控制(zhi)

由于内部(bu)集成了微(wei)處理計算(suan)機，一些計(ji)量泵産品(pin)😁的調控性(xing)✡️能和操作(zuo)性能得到(dao)了充分提(ti)升，在跟随(sui)外部🔞控制(zhi)命令👧🏾實現(xian)實時計量(liang)流量調節(jie)之外，還具(ju)有定量添(tian)加，時間序(xu)列觸發程(cheng)序式添👼🏾加(jia)，事件序列(lie)😍觸發程序(xu)ˇ式添加，時(shi)間－事件混(hun)合觸發程(cheng)👿序式添加(jia)😌和自動校(xiao)正等多種(zhong)工作模式(shi)，并可以提(ti)供以泵出(chu)👌流體總量(liang)，剩餘沖程(cheng)次數和待(dai)👨‍🦰輸送流體(ti)容量👨🏻‍🏭，設定(ding)沖程長度(du)😍和其它相(xiang)關的計量(liang)泵工作參(can)數等有用(yong)信息。

時間(jian)序列觸發(fa)程序式工(gong)作方式令(ling)計量泵完(wan)全依據實(shi)時時😁鐘，按(an)預先規劃(hua)的任務清(qing)單，在指定(ding)時刻👩🏼‍❤️‍👨🏾按設(she)🚶🏾‍♀️‍➡️定的沖程(cheng)次數或時(shi)間定量添(tian)加工作介(jie)質，時間可(ke)以以每小(xiao)時，天，工作(zuo)日，公休日(ri)，一周和二(er)周為周期(qi)靈活🥑️設定(ding)；而事件序(xu)列觸⛹🏻‍♂️發程(cheng)序式工作(zuo)方式😝令計(ji)量泵完全(quan)依據實時(shi)觸發事件(jian)，按預先規(gui)劃的任務(wu)清單，在特(te)💘定事件發(fa)生時（觸點(dian)輸入）按設(she)定的沖程(cheng)次數👽或時(shi)間😈定量添(tian)加工作介(jie)質。

以上兩(liang)種方式可(ke)以有機混(hun)合，完成更(geng)複雜的時(shi)間－事😗件混(hun)合觸😁發工(gong)作模式。最(zui)多可設定(ding)81個事件。

一(yi)個簡單的(de)例子是冷(leng)卻塔循環(huan)水消毒滅(mie)藻系統。消(xiao)毒劑以🙉特(te)~定濃度根(gen)據補充水(shui)流量比例(li)添加；并按(an)工藝要求(qiu)，在比例添(tian)加過程當(dang)中，每周還(hai)應脈沖式(shi)大劑量添(tian)加一次消(xiao)👯🏾‍♂️毒劑（如設(she)定在👾周五(wu)11-23時），并要求(qiu)此時暫停(ting)比例添🙈加(jia)作用。整個(ge)編程十分(fen)簡捷，令複(fu)雜多變的(de)流體添加(jia)任務得以(yi)輕松而精(jing)确地實現(xian)。

3.4、現場總線(xian)ProFibus控制方式(shi)

在石油化(hua)工等大規(gui)模高自動(dong)化成度的(de)應用場合(he)，利用數字(zi)通訊協議(yi)進行自動(dong)化設備之(zhi)間數據的(de)高速傳輸(shu)🧎🏻‍♀️‍➡️進而組成(cheng)網絡式控(kong)制系統，容(rong)量大，可靠(kao)性高，已成(cheng)為發展的(de)主流。繼二(er)十世紀🧑🏽‍❤️‍💋‍🧑🏻九(jiu)十年代初(chu)被納入德(de)國DIN标準後(hou)，現場總線(xian)ProFibus于九十年(nian)代末又成(cheng)為歐洲标(biao)準⛹🏻‍♂️(EN50170)，在世界(jie)範圍…内得(de)到廣泛采(cai)用，已成為(wei)✋現場總線(xian)技術中代(dai)表性協議(yi)之一。

現場(chang)總線ProFibus由三(san)種形勢組(zu)成。ProFibus－DP，ProFibus－PA和ProFibus－FMS。其中(zhong)ProFibus－DP(DecentralizedPeriphery)定義為分(fen)散型😈外圍(wei)設備現場(chang)總線，系專(zhuan)門為過程(cheng)控制系統(tong)與分散的(de)👩🏽‍🐰‍👩🏿外圍⛹🏻‍♂️設備(bei)😮‍💨之間高速(su)數據信息(xi)交換而設(she)計的。其傳(chuan)輸介質為(wei)雙絞線或(huo)光纖聯接(jie)的RS485傳輸制(zhi)式，波特率(lü)9.6-12Mb/s，系統😁構成(cheng)成本🤶🏾低，高(gao)速可靠。

現(xian)場總線ProFibus指(zhi)令集精簡(jian)凝練，編程(cheng)非常方便(bian)。具有現場(chang)總🏃🏻‍♀️線ProFibus通訊(xun)😘功能的計(ji)量泵，在具(ju)有所有手(shou)動調節功(gong)能的同時(shi)，可以方便(bian)地👀溶入高(gao)級的如集(ji)散式計算(suan)機控制系(xi)統中，使其(qi)☠️各種功能(neng)得以更充(chong)分地發揮(hui)，已經成👯🏾‍♂️為(wei)現代精密(mi)計量泵的(de)佼佼者💔。普(pu)羅名特🤑公(gong)司計量泵(beng)家族中即(ji)有三大系(xi)列數十個(ge)型号的産(chan)品配置了(le)現場總線(xian)功能。

四、結(jie)束語

今天(tian)，計量泵的(de)研發已經(jing)超越了其(qi)傳統意義(yi)上單純追(zhui)求容👧🏾量和(he)材質的範(fan)疇，轉而面(mian)向高精度(du)，多功能和(he)智能化的(de)發展方向(xiang)，這一趨勢(shi)已經成為(wei)世界主要(yao)計量泵生(sheng)商的共識(shi)。

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