現(xian)在，成熟的(de)動力驅動(dong)方式和液(ye)體輸送端(duān)（泵頭）材料(liao)技術使得(dé)新型計量(liàng)泵幾乎可(ke)以完成輸(shu)送任何常(chang)規和特📐殊(shu)介質的🈲要(yào)求🆚，其工作(zuò)壓力和容(róng)量亦能滿(mǎn)足工業生(sheng)産的絕大(da)多數要求(qiu)。

一、概述

作(zuò)為流體精(jīng)密計量與(yǔ)投加的理(li)想設備，計(jì)量泵如今(jīn)已被廣泛(fàn)地應用于(yu)包括制藥(yao)、食品飲料(liào)和石油🐕化(huà)工行業在(zai)内的各個(gè)領域，在工(gōng)藝過程擔(dān)負着強腐(fǔ)蝕性、毒害(hài)性、高粘性(xìng)和高壓介(jie)質的計量(liang)添加任♊務(wù)。經過超過(guo)半個世🐕紀(ji)的實踐應(yīng)用和技術(shu)改進，現在(zai)計量泵已(yi)經進入其(qi)高速增長(zhang)期。現在，成(chéng)熟的動力(lì)驅動方式(shì)和液體輸(shū)送端（泵頭(tóu)）材料技術(shù)使🈲得新型(xíng)計量泵幾(ji)乎可以完(wan)成輸送任(rèn)何❗常規和(hé)特殊介質(zhi)的要求，其(qí)工作壓力(li)和容量亦(yì)能滿足工(gong)業生産的(de)絕大多數(shu)要求。

随着(zhe)人們對生(sheng)産工藝過(guo)程指标和(he)自動化程(cheng)度要💜求的(de)普遍提高(gāo)，作為化學(xue)藥劑計量(liang)和添加環(huán)節的最終(zhong)執行機構(gou)，計量泵的(de)安全性和(hé)可控制性(xing)變得日益(yi)重要起來(lai)。石油化工(gōng)等行業向(xiàng)來以生産(chan)過程的高(gao)度自♍動化(hua)而著稱，也(ye)是集散式(shì)、分布式和(he)智能♍式計(ji)算機控制(zhì)系統應用(yong)✏️最廣泛的(de)領域之一(yi)，因而要求(qiú)與之相配(pèi)套的執行(háng)器——計量泵(beng)亦要具備(bèi)靈活多樣(yang)的控制模(mó)式，可以方(fang)便地與計(jì)算機系統(tong)構成各種(zhong)控制回路(lu)，實現更複(fu)雜更精确(que)的過程控(kòng)制。為順應(ying)這一新的(de)趨勢，國際(jì)上著名的(de)計量泵制(zhi)造商如德(dé)國普羅名(ming)特公司在(zài)保證其産(chǎn)品傳統性(xing)能繼續領(lǐng)先世界㊙️的(de)同時，借助(zhu)于嵌入式(shì)微處理器(qì)系統，将多(duo)種調節控(kong)制功能和(hé)數據通💰訊(xùn)協議整合(he)到計量泵(bèng)中，真正實(shí)現了從沖(chong)程頻率☀️到(dào)沖程長度(dù)的雙維調(diao)節，使其産(chan)品成😍為世(shì)界首創的(de)智能精密(mì)計👌量⚽泵。

二(er)、計量泵的(de)基本工作(zuo)原理

衆所(suǒ)周知，計量(liàng)泵主要由(yóu)動力驅動(dòng)、流體輸送(sòng)和調🥰節💯控(kong)制三部分(fen)組成。動力(li)驅動裝置(zhi)經由機械(xie)聯杆系統(tǒng)帶動㊙️流體(tǐ)輸送隔膜(mo)（活塞）實現(xiàn)往複運動(dong)：

隔膜（活塞(sai)）于沖程的(de)前半周将(jiang)被輸送流(liú)體吸入并(bìng)于🔞後半周(zhou)将💜流體排(pai)出泵頭；所(suǒ)以，改變沖(chòng)程的往複(fu)運動頻率(lǜ)或每一次(cì)往複運動(dong)的沖程長(zhang)度即可達(dá)至調節流(liú)體輸送量(liàng)之👄目的。精(jīng)密的加工(gong)精度保證(zhèng)了每次泵(beng)出量進而(er)實現被輸(shū)送介質的(de)精密計量(liàng)。

因其動力(lì)驅動和流(liú)體輸送方(fang)式的不同(tong)，計量泵可(ke)以大緻🤟劃(hua)分🥵成柱塞(sai)式和隔膜(mó)式兩大種(zhong)類。

2.1、柱塞式(shì)計量泵

主(zhǔ)要有普通(tōng)有閥泵和(hé)無閥泵兩(liang)種。柱塞式(shì)計量泵因(yīn)其結構簡(jian)單和耐高(gāo)溫高壓等(deng)優點而被(bei)廣泛應用(yòng)于石油化(huà)工🙇‍♀️領域🏃🏻。針(zhen)對🏃高粘度(du)介質在高(gāo)壓力工況(kuang)下普通柱(zhu)塞泵的不(bú)足，一種無(wú)閥旋轉柱(zhù)塞式計量(liàng)泵受到愈(yu)來愈多的(de)重視，被廣(guǎng)泛應用🈲于(yu)糖漿、巧📞克(kè)力和石油(yóu)添加劑等(deng)高🆚粘度介(jiè)質的計量(liàng)添加。因被(bei)計量介質(zhì)和泵内潤(rùn)滑劑之🌈間(jiān)無法實現(xian)完全隔♊離(lí)這一結構(gou)性缺點，柱(zhu)塞式計量(liang)泵在高防(fáng)污染要求(qiu)流體計量(liang)應用中受(shou)到諸多限(xiàn)制。



2.2、隔膜式(shì)計量泵

顧(gù)名思義，隔(gé)膜式計量(liàng)泵利用特(te)殊設計加(jia)工的柔性(xìng)隔膜🌈取代(dài)活塞，在驅(qu)動機構作(zuo)用下實現(xiàn)往複運🏃‍♂️動(dòng)，完成吸入(rù)－排出過程(chéng)。由于隔膜(mó)的隔離作(zuo)用，在結🙇‍♀️構(gòu)上真正實(shi)現了被計(jì)量流體與(yu)驅動潤滑(hua)機構之間(jian)的隔離。高(gāo)科技的結(jié)構設計和(he)新型材料(liao)的選用已(yǐ)經大大提(ti)高了隔膜(mó)的使用壽(shòu)命，加上複(fú)合材料優(you)異的耐腐(fu)蝕特性，隔(ge)膜式計🔞量(liang)泵目前已(yǐ)經成為流(liu)體計量應(ying)用中的主(zhu)力泵型。

在(zài)隔膜式計(ji)量泵家族(zu)成員裡，液(ye)力驅動式(shì)隔膜泵由(yóu)于采用了(le)液壓油均(jun1)勻地驅動(dong)隔膜，克服(fú)了機械🌈直(zhi)接驅動方(fāng)式下泵隔(ge)膜㊙️受力過(guo)分集中的(de)缺點，提升(sheng)了隔✔️膜壽(shòu)命和工作(zuo)㊙️壓力上🌈限(xian)。為了克服(fu)單隔膜🐉式(shi)計量泵可(ke)能出現📐的(de)因隔膜破(pò)損而造成(cheng)的工作故(gu)障，有的計(jì)量泵配備(bèi)了隔膜破(pò)損傳感器(qì)，實現隔🧑🏾‍🤝‍🧑🏼膜(mó)破裂時自(zì)☂️動連鎖保(bao)護；具有雙(shuang)隔膜結構(gou)泵頭的計(ji)量進一步(bù)提高了其(qí)安全性，适(shì)合對安全(quán)保護特别(bie)🏃🏻‍♂️敏感的應(ying)用場合。
作(zuò)為隔膜式(shi)計量泵的(de)一種，電磁(ci)驅動式計(ji)量泵以電(dian)磁鐵産生(sheng)🔴脈動驅動(dong)力，省卻了(le)電機和變(biàn)速機構，使(shi)得🌈系統小(xiǎo)巧緊湊，是(shì)小量程低(di)壓計量泵(beng)的重要分(fèn)支。

現在，精(jing)密計量泵(beng)技術已經(jing)非常成熟(shú)，其流體計(ji)量🔞輸送❄️能(néng)力最大可(kě)達0-100,000l/h，工作壓(yā)力最高達(dá)4000bar，工作範圍(wéi)覆♉蓋了㊙️工(gong)業🥵生産所(suo)有領域的(de)要求。

三、計(ji)量泵的控(kong)制

計量泵(beng)每一次的(de)流體泵出(chū)量決定了(le)其計量容(rong)量。在一🌈定(ding)的💋有效隔(ge)膜面積下(xia)，泵的輸出(chū)流體的體(tǐ)積流量正(zheng)比與沖程(cheng)長度L和🈲沖(chong)程頻率F：V∝A*F*L

在(zài)計量介質(zhì)和工作壓(yā)力确定情(qing)況下，通過(guò)調節沖程(cheng)長度L和沖(chòng)程頻率F即(ji)可實現對(dui)計量泵輸(shū)出的雙📱維(wei)調節。

盡管(guan)沖程長度(dù)和頻率都(dou)可以作為(wéi)調節變量(liàng)，但在💰工程(cheng)應用✉️中一(yī)般将沖程(chéng)長度視為(wéi)粗調變量(liàng)，沖程頻率(lü)為細調變(biàn)量：調節沖(chòng)☀️程長度至(zhì)一定值，然(ran)後通過改(gai)變其頻率(lü)✔️實現精細(xi)調節，增加(jia)調節的靈(líng)活性。在相(xiàng)對簡㊙️單的(de)應用場合(hé)，亦可以手(shǒu)動設✌️置沖(chòng)程長度，僅(jin)将沖程頻(pín)率作為調(diao)節變量，從(cong)而簡化系(xi)統配置。

3.1、常(chang)規模拟/開(kai)關信号調(diào)節方式

過(guo)程控制應(ying)用中廣泛(fàn)采用0/4-20mA模拟(ni)電流信号(hao)作為傳感(gǎn)器、控制✉️器(qì)㊙️和執行機(ji)構間信号(hao)交換的标(biao)準，具有外(wai)控功能🤟的(de)計量泵亦(yi)主要采用(yong)這種方式(shì)，實現對沖(chong)程頻😍率和(hé)沖🤟程頻率(lǜ)的外部調(diào)節。

位置式(shi)伺服機構(gou)是實現沖(chong)程長度調(diao)節的最普(pu)遍方法。一(yi)體化的伺(sì)服機構被(bei)設計成能(néng)夠直接接(jiē)受⭐來自調(diào)節器或計(jì)算機的0/4-20mA控(kòng)制信号，從(cong)而自動調(diao)節沖程長(zhang)度在0-100％範圍(wéi)内變化。

相(xiang)對而言實(shí)現沖程頻(pin)率調節的(de)方法比較(jiào)多樣，主要(yào)有變頻電(diàn)機控制和(he)直接繼電(diàn)觸點控制(zhì)兩種。經🔅由(yóu)0/4-20mA電流信📧号(hào)控制的♈變(bian)頻調速器(qì)驅動計量(liang)泵電動🐉機(jī)按所需速(su)度運行，從(cong)而實現沖(chòng)程頻率的(de)調節。對于(yú)電磁驅動(dong)和部分電(dian)機驅動的(de)計量泵，亦(yi)可以利用(yòng)外部觸點(diǎn)信号來調(diào)節沖程頻(pin)率。


3.2、基地式(shì)控制方式(shì)

在某些特(te)殊場合，如(rú)ph值調節，計(jì)量泵作為(wei)執行器，在(zài)調🈲節器的(de)✨控制下添(tian)加酸或堿(jian)。為簡化系(xi)統配置和(he)💛提高可靠(kào)性，以微處(chu)理器🤟為核(he)心的嵌入(rù)式控制系(xì)統被直接(jiē)集成到計(ji)量泵内，如(rú)此隻需外(wài)接一支pH傳(chuán)感器，即可(ke)構成完整(zheng)的調節系(xi)統。這種基(ji)地式智能(néng)計量泵概(gai)念也适用(yòng)于控制其(qí)它工藝參(cān)數，如氧化(huà)還原電位(wei)(ORP)和餘氯濃(nóng)度調節等(děng)❤️應用場合(hé)。

3.3、設定程序(xu)式控制

由(you)于内部集(jí)成了微處(chù)理計算機(jī)，一些計量(liàng)泵産品☔的(de)調控🚩性能(néng)🏃‍♂️和操作性(xing)能得到了(le)充分提升(sheng)，在跟随☎️外(wai)部控制🐕命(ming)令實現☀️實(shi)時計量流(liu)量調節之(zhi)外，還具有(yǒu)定量添加(jiā)，時📧間序列(liè)觸發程序(xu)式添加，事(shi)件序列觸(chu)發程序式(shi)添加，時🈲間(jian)－事件混👌合(hé)觸發程序(xu)式添加和(he)自動校正(zheng)等多種工(gōng)作模式，并(bing)可以提供(gong)以泵出🔞流(liú)體總量，剩(sheng)餘沖程次(cì)數和待🌏輸(shu)送流體容(róng)量，設定沖(chòng)程長度🈲和(hé)其它相關(guān)的計量泵(beng)工作參數(shu)等有用信(xìn)息。

時間序(xù)列觸發程(chéng)序式工作(zuò)方式令計(jì)量泵完全(quan)依據實時(shi)時鐘，按預(yu)先規劃的(de)任務清單(dān)，在指定時(shí)刻按設定(ding)的沖程次(cì)數或時間(jian)定量添加(jia)工作介質(zhi)，時間可以(yi)以每小時(shí)，天，工作日(ri)，公休日，一(yi)周和二周(zhōu)為🌈周期靈(líng)活設定；而(er)事♊件序列(liè)觸發程序(xu)式工作方(fāng)式令計量(liang)泵完全依(yī)據實時觸(chu)發事件，按(àn)預先規劃(hua)的任務清(qīng)單，在特定(dìng)事件發生(shēng)時（觸點輸(shū)入）按設定(ding)的沖程次(ci)數或時間(jian)定量添加(jia)工作介🚶質(zhì)。

以上兩種(zhong)方式可以(yi)有機混合(hé)，完成更複(fú)雜的時間(jiān)－事件❓混合(hé)觸發工作(zuo)模式。最多(duo)可設定81個(gè)事件。

一個(ge)簡單的例(lì)子是冷卻(que)塔循環水(shui)消毒滅藻(zao)系統。消毒(du)劑以特定(ding)濃度根據(jù)補充水流(liú)量比例添(tian)加；并按工(gōng)藝要求，在(zai)比例添加(jiā)過程當中(zhong)，每周還應(yīng)脈沖式大(dà)劑🏃‍♀️量添加(jia)一次消毒(du)劑（如設定(dìng)在周五12-04時(shi)），并要🙇🏻求此(ci)時暫㊙️停比(bi)例添加作(zuò)用。整個編(bian)程十🏃🏻分簡(jiǎn)捷，令複雜(za)多變的流(liu)體添加任(rèn)🐆務得以輕(qīng)松而精确(que)地實♋現。

3.4、現(xiàn)場總線ProFibus控(kòng)制方式

在(zai)石油化工(gōng)等大規模(mo)高自動化(huà)成度的應(yīng)用場合，利(lì)用數字通(tong)訊協議進(jin)行自動化(hua)設備之間(jiān)數據的👅高(gāo)速傳輸進(jìn)而組成網(wang)絡式控制(zhì)系統，容量(liàng)大，可靠性(xing)高，已成為(wei)發展的主(zhu)流。繼二十(shi)世紀☂️九十(shí)年代初被(bei)納入德國(guó)DIN标準後，現(xiàn)場總線ProFibus于(yú)九十年代(dài)末又成為(wei)歐洲标準(zhǔn)(EN50170)，在世界範(fàn)圍内得到(dao)廣泛采用(yòng)，已成為現(xiàn)場總線技(ji)術中代表(biao)性協議之(zhī)一。

現場總(zǒng)線ProFibus由三種(zhong)形勢組成(chéng)。ProFibus－DP，ProFibus－PA和ProFibus－FMS。其中ProFibus－DP(DecentralizedPeriphery)定(ding)義為分散(sàn)型外圍‼️設(she)備現場總(zong)線，系專門(mén)為過程控(kong)制系統與(yǔ)分散的外(wai)圍設備之(zhī)間高速數(shù)據信息交(jiao)換而設計(ji)的。其傳輸(shū)♊介質為雙(shuang)絞線或光(guang)纖聯接的(de)RS485傳輸制式(shi)，波特率9.6-12Mb/s，系(xi)統構成成(cheng)本㊙️低，高速(sù)可🎯靠。

現場(chǎng)總線ProFibus指令(lìng)集精簡凝(níng)練，編程非(fei)常方便。具(jù)有現場總(zǒng)🚶線ProFibus通訊功(gōng)能的計量(liang)泵，在具有(you)所有手動(dòng)調節功能(neng)的同時，可(kě)以方便地(dì)溶入高級(jí)的如集散(san)式計算機(ji)控制系統(tong)中，使其各(gè)種功💃能得(dé)以更充分(fèn)地發揮，已(yi)經成為現(xian)代精密計(ji)量泵♌的佼(jiao)佼者🆚。普羅(luó)名特⚽公司(si)計量泵家(jiā)族中即有(yǒu)三大系列(liè)數十個型(xing)号的🌈産品(pin)配置了現(xiàn)場總線功(gong)能。

四、結束(shu)語

今天，計(ji)量泵的研(yan)發已經超(chao)越了其傳(chuán)統意義上(shang)單純追👨‍❤️‍👨求(qiu)容量和材(cai)質的範疇(chóu)，轉而面向(xiang)高精度，多(duo)功能和智(zhi)能化的發(fā)展🈲方向📞，這(zhè)一趨勢已(yǐ)經成為世(shì)界主要計(jì)⭐量泵生商(shang)的共識。

• 12-04 計量泵(bèng)常用問題(tí)解決方法(fǎ)
• 12-04 計量泵的(de)種類和特(te)點以及流(liu)量調節方(fāng)式
• 12-04 隔膜計(jì)量泵如何(hé)處理故障(zhàng)
• 12-04 如何更換(huàn)計量泵的(de)隔膜的方(fāng)法
• 12-04 隔膜式(shi)計量泵是(shi)如何進行(háng)工作的