現(xian)在，成熟的(de)動力驅動(dong)方式和液(ye)體輸送端(duan)（泵頭）材料(liào)技術使得(dé)新型計量(liàng)泵幾乎可(ke)以完成輸(shū)送任何👨‍❤️‍👨常(chang)規和特殊(shū)介質的要(yào)求，其工作(zuo)壓力和容(róng)量亦能滿(man)足工🈲業生(shēng)産的絕大(dà)多數要求(qiú)。

一、概述

作(zuo)為流體精(jīng)密計量與(yǔ)投加的理(li)想設備，計(ji)量泵如今(jīn)已被廣💚泛(fan)地應用于(yú)包括制藥(yao)、食品飲料(liào)和石油化(hua)工行業在(zài)内⁉️的各個(gè)領域，在工(gong)藝過程擔(dān)負着強腐(fǔ)蝕性💁、毒害(hai)性、高粘性(xing)和高壓介(jiè)質的計量(liang)添加任✊務(wu)。經過超過(guo)半個世紀(jì)的實踐應(ying)用和技術(shu)改進，現✂️在(zai)計量泵已(yǐ)經進入其(qi)高速增長(zhǎng)期。現在，成(cheng)熟的動🌈力(lì)驅動方式(shi)📱和液體輸(shū)送端（泵頭(tou)）材料技術(shù)使得新型(xíng)計量泵幾(ji)乎可以完(wán)成🔞輸送任(rèn)何常規和(hé)特殊介質(zhi)的要求，其(qí)工作壓🏃🏻力(lì)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(guò)程指标和(hé)自動化程(chéng)度要求的(de)普遍🙇🏻提高(gao)，作為化學(xué)藥劑計量(liàng)和添加環(huán)節的最終(zhong)執行🏃機構(gòu)，計量泵的(de)安全性和(hé)可控制性(xing)變得日益(yì)重要起來(lái)。石油化💛工(gong)等行業向(xiang)來以生産(chǎn)過程㊙️的高(gāo)度自🔞動化(huà)而著👅稱，也(yě)是集♌散式(shi)、分布式和(hé)智能式計(jì)算機控♋制(zhì)系統應用(yòng)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(bei)靈活多樣(yang)的控制模(mó)式，可以方(fang)便地與計(ji)算機系統(tong)構成各種(zhong)控制回路(lu)，實現更複(fú)雜更精确(que)的過程控(kòng)制。為順應(ying)這一新的(de)趨勢，國際(ji)上著名的(de)計量泵制(zhi)🏃🏻‍♂️造商如德(de)國普羅名(míng)特公司在(zai)保證其産(chǎn)品傳統性(xing)能繼續領(ling)先世界的(de)同時，借助(zhu)于嵌入式(shi)微處理器(qi)系統，将多(duo)種調節控(kong)制功能和(he)數據通⭐訊(xùn)協議整合(hé)到計量泵(bèng)中，真正實(shí)現了從沖(chòng)程頻率到(dào)沖程長度(du)的雙維調(diào)節，使其産(chan)品成🍉為世(shi)界首創的(de)智能精密(mì)計量♊泵。

二(er)、計量泵的(de)基本工作(zuò)原理

衆所(suo)周知，計量(liang)泵主要由(you)動力驅動(dong)、流體輸送(sòng)和調節🔞控(kòng)制三📐部分(fèn)組成。動力(li)驅動裝置(zhi)經由機械(xie)聯杆系統(tong)🔞帶動流體(ti)輸送🈲隔膜(mo)（活塞）實現(xian)往複運動(dong)：

隔膜（活塞(sāi)）于沖程的(de)前半周将(jiāng)被輸送流(liu)體吸入并(bing)于後半周(zhōu)将♌流體排(pai)出泵頭；所(suo)以，改變沖(chong)程的往複(fú)運動頻率(lü)或每一次(ci)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(jing)密的加工(gōng)精度保證(zheng)⭐了每次泵(bèng)出量進而(ér)實現被輸(shū)送介質的(de)精密計量(liang)。

因其動力(li)驅動和流(liu)體輸送方(fāng)式的不同(tong)，計量泵可(ke)以大緻劃(hua)分👨‍❤️‍👨成柱塞(sai)式和隔膜(mo)式兩大種(zhong)類。

2.1、柱塞式(shì)計量泵

主(zhu)要有普通(tong)有閥泵和(he)無閥泵兩(liǎng)種。柱塞式(shì)計量泵因(yin)其結構📞簡(jiǎn)單和耐高(gāo)溫高壓等(děng)優點而被(bèi)廣泛應用(yong)于石油化(huà)工領域。針(zhēn)對🌈高粘度(dù)介質在高(gāo)壓力工況(kuàng)下普通柱(zhu)塞泵的不(bú)足，一種無(wú)閥旋轉柱(zhu)塞式計量(liang)泵受到愈(yu)來愈多的(de)重視，被廣(guǎng)泛應用于(yú)糖漿、巧克(ke)力和石油(yóu)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼添加劑等(deng)高粘度介(jiè)質的計量(liang)添加。因被(bei)計量介質(zhì)和泵内潤(run)滑劑之🔞間(jian)無法實現(xiàn)完全隔離(lí)這一結構(gou)性缺點，柱(zhu)塞式計量(liang)泵在高防(fang)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(shi)計量泵

顧(gù)名思義，隔(gé)膜式計量(liàng)泵利用特(te)殊設計加(jiā)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(mo)的隔離作(zuò)用，在結構(gòu)上真正實(shí)現了被計(ji)量流體與(yu)驅動🐪潤滑(hua)機構之間(jian)的隔離。高(gao)科技的結(jié)構設計和(hé)新型材料(liao)的選用🤩已(yi)經大大提(ti)高了隔膜(mo)的♍使用壽(shou)命，加上複(fu)合材料♊優(yōu)異的耐腐(fǔ)蝕特性，隔(ge)膜式計量(liàng)泵目前已(yi)經成為流(liú)體計量應(ying)用中的主(zhu)力泵型。

在(zài)隔膜式計(jì)量泵家族(zú)成員裡，液(yè)力驅動式(shì)隔膜泵由(you)于采用了(le)液壓油均(jun)勻地驅動(dong)隔膜，克服(fu)了機械直(zhí)接驅動方(fang)式下泵隔(gé)膜受力過(guo)分集中的(de)缺點，提🐆升(sheng)了隔膜壽(shou)命♻️和工作(zuò)壓力上限(xiàn)。為了克服(fu)單隔膜式(shì)計量泵可(kě)能出現的(de)因隔膜破(pò)損而造成(cheng)的工作故(gù)障，有的計(ji)量泵配備(bèi)了隔膜破(pò)損傳感器(qi)，實現隔膜(mo)破裂時自(zi)動⚽連鎖保(bao)護；具有雙(shuang)隔膜結構(gòu)泵頭的計(jì)量進一步(bù)提高了其(qi)安全性，适(shì)合對安全(quan)保護特别(bie)敏感的應(yīng)用場合。
作(zuo)為隔膜式(shi)計量泵的(de)一種，電磁(cí)驅動式計(jì)量泵以電(dian)🌈磁鐵♉産生(shēng)脈動驅動(dong)力，省卻了(le)電機和變(bian)速機構，使(shi)得系統小(xiao)巧🔴緊湊，是(shi)小🐅量程低(di)壓計量泵(bèng)的重要分(fen)支。

現在，精(jing)密計量泵(bèng)技術已經(jing)非常成熟(shu)，其流體計(jì)量輸送能(neng)☔力最大可(ke)達0-100,000l/h，工作壓(yā)力最高達(da)4000bar，工作範圍(wei)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(bèng)每一次的(de)流體泵出(chū)量決定了(le)其計量容(róng)量。在一定(ding)的有效隔(ge)膜面積下(xia)，泵的輸出(chū)流體的體(ti)積🈲流量正(zheng)比與沖☀️程(chéng)長度L和沖(chòng)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(shu)出的雙維(wéi)調節。

盡管(guǎn)沖程長度(du)和頻率都(dōu)可以作為(wei)調節變量(liàng)，但在工程(chéng)應🌈用中一(yi)般将沖程(chéng)長度視為(wéi)粗調變量(liang)，沖程頻率(lü)為細調變(biàn)⭕量：調節沖(chòng)🌈程長度至(zhì)一定值，然(rán)後通過改(gai)變其頻率(lǜ)實現精細(xi)調節👄，增加(jiā)調節的靈(ling)活性。在相(xiang)對簡單的(de)應用場合(he)，亦可以手(shǒu)動設置沖(chòng)程長度，僅(jin)将沖程頻(pin)率作為調(diào)節變量，從(cóng)而簡化系(xì)統配置。

3.1、常(cháng)規模拟/開(kai)關信号調(diao)節方式

過(guò)程控制應(yīng)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(jī)構間信号(hao)交換的标(biāo)準，具有外(wài)控功能的(de)計量泵亦(yi)主要采用(yòng)這種方式(shì)，實現對沖(chong)程頻率和(hé)沖🚶程頻率(lǜ)的外部調(diao)節。

位置式(shi)伺服機構(gòu)是實現沖(chòng)程長度調(diào)節的最普(pǔ)遍㊙️方法。一(yi)❌體化的伺(sì)服機構被(bei)設計成能(néng)夠直接接(jie)受❓來自調(diào)節器或計(jì)算機的0/4-20mA控(kòng)制信号，從(cóng)而自動調(diào)節沖程長(zhǎng)度在0-100％範圍(wei)内變化。

相(xiang)對而言實(shi)現沖程頻(pin)率調節的(de)方法比較(jiao)多樣，主要(yào)有變頻電(diàn)💚機控制和(hé)直接繼電(dian)觸點控制(zhi)兩種。經由(you)0/4-20mA電流信号(hào)控制的變(biàn)頻調速器(qi)驅動計量(liàng)泵電動機(jī)按所需速(sù)度運行，從(cóng)🏃🏻‍♂️而實現沖(chòng)程頻率的(de)調節。對🏒于(yu)電磁驅動(dòng)和部分電(diàn)機驅動的(de)計量泵，亦(yi)可以利用(yòng)外部觸點(dian)信号來調(diào)節沖程頻(pin)率。


3.2、基地式(shi)控制方式(shì)

在某些特(tè)殊場合，如(rú)ph值調節，計(ji)量泵作為(wéi)執行器，在(zai)調節♉器的(de)控制下添(tiān)加酸或堿(jian)。為簡化系(xi)統配置和(hé)提高可靠(kao)性，以微處(chù)👈理器為核(he)心的嵌入(rù)式控制系(xì)統被直接(jiē)集成到計(jì)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(zhěng)的調節系(xì)統。這種基(ji)📱地式智能(néng)計量泵概(gài)念也适用(yòng)于控制其(qí)它工藝參(can)數，如氧化(huà)還原電位(wèi)(ORP)和餘氯濃(nong)度調節等(děng)應用場合(he)。

3.3、設定程序(xu)式控制

由(you)于内部集(ji)成了微處(chù)理計算機(ji)，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(shēng)，在跟随外(wai)部控制📐命(mìng)令實現實(shí)時計量流(liu)量調節之(zhi)外，還具⭐有(you)定量添加(jiā)，時間序列(lie)觸發程序(xu)式添加，事(shi)件序列觸(chu)發程序式(shì)添加，時間(jiān)－事件混⛷️合(he)觸發程序(xu)式添加和(he)自動校正(zhèng)等多種工(gōng)作模式，并(bing)可以提供(gong)以泵出🈲流(liú)體總量，剩(shèng)💃餘🌈沖程次(cì)數和待輸(shu)送流體容(róng)量，設定沖(chong)程長度和(he)其它相關(guan)的計量泵(bèng)工作參數(shu)等有用信(xin)息。

時間序(xù)列觸發程(chéng)序式工作(zuo)方式令計(ji)量泵完全(quán)依✉️據實時(shi)時鐘，按預(yu)先規劃的(de)任務清單(dān)，在指定時(shi)刻按設定(dìng)的沖程次(ci)數或時間(jian)定量添加(jiā)工作介質(zhi)，時間可以(yǐ)以每小⛹🏻‍♀️時(shi)，天，工作日(ri)，公休日，一(yī)🔅周和二周(zhou)為🤞周期靈(ling)活設定；而(er)事件序列(liè)觸發程序(xù)式💰工作方(fang)式👅令計量(liang)泵完全依(yī)據實時🐇觸(chù)發事件，按(an)⭐預先規劃(huà)的🌍任務清(qīng)單，在🧑🏽‍🤝‍🧑🏻特🏒定(ding)事件發生(shēng)時（觸點輸(shu)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(zhǒng)方式可以(yǐ)有機混合(hé)，完成更複(fú)雜的時間(jian)－事件混合(hé)觸發工作(zuò)模式。最多(duō)可設定81個(ge)事件。

一個(ge)簡單的例(lì)子是冷卻(que)塔循環水(shuǐ)消毒滅藻(zǎo)系統🌍。消毒(du)劑以😍特定(dìng)濃度根據(jù)補充水流(liú)量比例添(tian)加；并按工(gong)藝要求，在(zài)比例添加(jiā)過程當中(zhong)，每周還應(yīng)脈沖式大(da)劑🔆量添加(jiā)一次消毒(dú)劑（如設定(dìng)在周五12-04時(shi)），并要求此(ci)時暫停比(bǐ)例添♊加作(zuo)用。整🈚個編(bian)程十分簡(jiǎn)捷，令複雜(zá)多變的流(liu)體添加任(ren)務得以輕(qīng)松而精确(què)地實現。

3.4、現(xian)場總線ProFibus控(kòng)制方式

在(zai)石油化工(gong)等大規模(mo)高自動化(hua)成度的應(yīng)用場合，利(lì)用數字通(tong)🐪訊協議進(jin)行自動化(huà)設備之間(jian)數據的高(gao)速傳輸進(jìn)而組成網(wang)絡式控制(zhì)系統，容量(liang)大，可靠📞性(xing)高，已成為(wéi)發展的主(zhu)流。繼二十(shí)世紀九十(shí)年代初被(bèi)納入德國(guo)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(zhun)🛀(EN50170)，在世界範(fàn)圍内得到(dào)廣泛采用(yòng)，已成為現(xiàn)場總線技(ji)術中代表(biao)性協議之(zhi)一。

現場總(zǒng)線ProFibus由三種(zhong)形勢組成(cheng)。ProFibus－DP，ProFibus－PA和ProFibus－FMS。其中ProFibus－DP(DecentralizedPeriphery)定(ding)義為分散(sàn)型外圍🈲設(shè)備🔱現場總(zǒng)線，系專門(mén)為過程控(kong)制系統與(yu)分散的外(wài)圍🈚設備之(zhī)間高速數(shù)據信息交(jiao)換而設計(jì)的。其傳輸(shu)介質為雙(shuang)絞線或光(guang)纖聯接的(de)RS485傳輸制式(shì)，波🈚特率9.6-12Mb/s，系(xi)統構成成(cheng)本低，高速(su)可靠。

現場(chǎng)總線ProFibus指令(ling)集精簡凝(ning)練，編程非(fēi)常方便。具(jù)有現場總(zong)線⭐ProFibus通訊功(gōng)能的計量(liàng)泵，在具有(yǒu)所有手動(dòng)調節🈲功能(neng)的同時，可(kě)以方💰便地(di)溶入高級(ji)的如集散(san)式計算機(ji)控制系統(tong)中，使其各(ge)種功🛀🏻能得(dé)以更充分(fèn)地發揮，已(yi)經成為現(xian)代精密計(jì)量泵的佼(jiǎo)佼者。普羅(luo)名特㊙️公司(sī)計量泵⛱️家(jiā)族中即有(you)三大系列(liè)數十個型(xíng)号的産品(pin)配置了♊現(xiàn)場總線功(gong)能。

四、結束(shù)語

今天，計(ji)量泵的研(yán)發已經超(chao)越了其傳(chuan)統意義上(shàng)單純🚶‍♀️追求(qiu)容量👨‍❤️‍👨和材(cái)質的範疇(chou)，轉而面向(xiang)高精度，多(duo)功能和智(zhì)能🐆化的發(fa)展方向，這(zhe)一趨勢已(yi)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(fang)式
• 12-04 隔膜計(ji)量泵如何(he)處理故障(zhàng)
• 12-04 如何更換(huan)計量泵的(de)隔膜的方(fāng)法
• 12-04 隔膜式(shì)計量泵是(shì)如何進行(hang)工作的