現(xiàn)在，成熟的(de)動力驅動(dòng)方式和液(ye)體輸送端(duān)（泵頭）材料(liào)技術使得(dé)新型計量(liang)泵幾乎可(kě)以完成輸(shu)送任何常(cháng)規和特殊(shū)介質的要(yao)求，其工作(zuò)壓力和容(rong)量亦能滿(mǎn)足工業生(sheng)産的絕大(dà)多數要求(qiú)。

一、概述

作(zuò)為流體精(jing)密計量與(yǔ)投加的理(lǐ)想設備，計(ji)量泵如今(jīn)✉️已被廣泛(fan)地應用于(yú)包括制藥(yào)、食品飲料(liao)和石油化(hua)工🔞行業在(zai)内的各個(gè)領域，在工(gong)藝過程擔(dan)負着強腐(fǔ)蝕性、毒害(hài)性、高粘性(xìng)和高壓介(jie)質的計量(liàng)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(shu)送端（泵頭(tóu)）材料技術(shu)使得新型(xing)計量泵幾(ji)乎可‼️以完(wán)成輸送任(ren)何常規和(he)特殊介質(zhì)的要求，其(qí)工作壓♻️力(li)和容量亦(yi)能滿足工(gōng)業生産的(de)絕大多數(shu)要求。

随着(zhe)人們對生(shēng)産工藝過(guò)程指标和(he)自動化程(cheng)度要求的(de)普遍提高(gāo)，作為化學(xué)藥劑計量(liàng)和添加環(huán)節的最終(zhōng)執行機構(gou)，計量🤞泵的(de)安全性和(hé)可控制性(xing)變得日益(yì)重要起來(lai)。石油化工(gōng)等行業向(xiàng)來以生産(chǎn)過程的高(gāo)度自動化(huà)而著稱，也(yě)是集散式(shì)、分布式和(hé)智能💋式計(ji)算機控🎯制(zhì)系統應用(yòng)最廣泛的(de)領域之一(yī)，因而要求(qiú)與之相配(pèi)套的執行(háng)器——計量泵(bèng)亦要具備(bei)靈活多樣(yàng)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(lù)，實現更複(fú)雜更精确(que)的過程控(kòng)制。為順應(yīng)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(zai)保證其産(chan)品傳統性(xìng)能繼續領(ling)先世界的(de)同時，借助(zhù)于嵌入式(shi)微處理器(qi)系統🛀，将多(duo)種調節控(kong)制功能和(hé)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(dao)沖💞程👨‍❤️‍👨長度(du)的雙維調(diao)節，使其産(chan)品成為世(shi)界首創的(de)智能精密(mi)計量泵。

二(èr)、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(song)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(tǐ)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(zhou)🐇将💚流體排(pai)出泵頭；所(suǒ)以，改變沖(chong)程的往複(fú)🔞運動頻率(lǜ)🐇或每一次(cì)✌️往複運動(dòng)的沖程長(zhang)度即可達(dá)至調節流(liu)體輸💘送量(liang)之目的。精(jīng)密的加工(gong)精度保證(zheng)了每次泵(beng)出量進而(ér)實現被輸(shu)送介質的(de)精密計量(liang)。

因其動力(li)驅動和流(liú)體輸送方(fāng)式的不同(tong)，計量泵可(ke)🌂以大緻💞劃(huà)分成柱塞(sai)式和隔膜(mó)式兩大種(zhǒng)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(shi)計量泵🤞因(yin)其👌結構簡(jian)單和耐高(gāo)溫高壓等(deng)優點而被(bèi)廣泛應⛱️用(yong)于石油化(hua)工領域。針(zhen)對高粘度(du)介質在高(gao)壓力工🤟況(kuàng)下普🔆通柱(zhu)塞泵的不(bú)足，一種👅無(wu)閥旋轉柱(zhù)塞式計量(liàng)泵受到愈(yù)來愈多的(de)重視，被廣(guang)泛應用于(yú)糖漿、巧克(kè)力和石油(yóu)添加劑等(děng)高粘度介(jie)質的計量(liang)添加。因被(bèi)計量介質(zhì)和泵内潤(rùn)滑劑之間(jiān)無法實現(xiàn)完全隔離(lí)這一結構(gòu)性缺❗點，柱(zhù)塞式計量(liang)泵在高防(fang)污染要求(qiú)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(ge)膜式計量(liang)泵利用特(te)殊設計加(jia)工的柔性(xing)隔膜👌取代(dai)🌂活塞，在驅(qū)動機構作(zuo)用下實現(xian)往複運㊙️動(dong)，完成吸💃🏻入(ru)－排出過程(cheng)。由于隔膜(mó)的隔離作(zuo)用，在結構(gòu)上真正實(shi)現🧡了被計(ji)量流體與(yǔ)驅動👨‍❤️‍👨潤滑(hua)機構之間(jiān)的隔離。高(gao)科技的結(jie)構設計和(hé)新型材🈲料(liao)的選用已(yi)經大大提(ti)高了隔膜(mó)的使用壽(shòu)命，加上複(fu)合材料優(yōu)異的耐腐(fu)蝕👄特性，隔(ge)膜式計量(liàng)泵目前已(yi)經成為流(liu)體計量♻️應(ying)用中⛱️的主(zhǔ)力泵型。

在(zài)隔膜式計(ji)量泵家族(zú)成員裡，液(yè)力驅動式(shi)隔膜泵由(you)于采用了(le)液壓油均(jun)勻地驅動(dòng)隔膜，克服(fu)了機械🌂直(zhí)接😍驅動方(fang)式下泵隔(ge)膜受力過(guò)分集中的(de)缺點，提升(sheng)了隔💃🏻膜壽(shou)命和工作(zuò)壓力上限(xian)。為了😄克服(fu)單隔膜式(shì)計量泵可(ke)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(mó)破裂時自(zi)動連鎖保(bǎo)護；具有雙(shuāng)隔膜結構(gou)泵😘頭的計(jì)量進一步(bù)提高了其(qi)安全性，适(shì)合對安全(quán)保護特别(bie)敏感的應(ying)用場合。
作(zuo)為隔膜式(shì)計量泵的(de)一種，電磁(ci)驅動式計(jì)量泵以電(diàn)磁🤟鐵産🛀🏻生(shēng)脈動驅動(dòng)力，省卻了(le)電機和變(biàn)速機構🌈，使(shi)得系統🔅小(xiao)巧緊湊，是(shi)小量程低(di)壓計量泵(beng)的重要分(fen)支。

現在，精(jing)密計量泵(beng)技術已經(jing)非常成熟(shú)，其流體計(jì)量輸送能(néng)力最大可(ke)達0-100,000l/h，工作壓(yā)力最高達(dá)4000bar，工作範圍(wéi)覆蓋了♌工(gōng)業生産❓所(suǒ)有領域的(de)要求。

三、計(jì)量泵的控(kòng)制

計量泵(beng)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(gé)膜面積下(xia)，泵的輸出(chu)流體的體(ti)積流量正(zhèng)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(ya)力确定情(qíng)況下，通過(guò)調節沖程(chéng)長度💛L和沖(chong)程頻率F即(jí)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(dōu)可以作為(wéi)調節變量(liang)，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(bian)量：調節沖(chong)✏️程長度至(zhi)一定值，然(ran)後通過改(gǎi)變其頻率(lü)實現精細(xì)調節，增加(jia)調節的靈(líng)活性。在相(xiang)對簡單的(de)應用場合(hé)，亦可以手(shǒu)動設置沖(chong)程長度，僅(jin)将沖程頻(pín)率作為調(diào)節變量，從(cóng)而簡化系(xi)統配置。

3.1、常(chang)規模拟/開(kāi)關信号調(diào)節方式

過(guo)程控制應(ying)用中廣泛(fan)采用0/4-20mA模拟(ni)電流信号(hào)作為傳感(gǎn)✉️器、控制器(qì)和執行機(jī)構間信号(hao)交換的标(biao)準，具有外(wai)控⁉️功能的(de)計♊量泵亦(yì)主要采用(yong)這種方式(shi)，實現對沖(chòng)程頻率和(he)沖程頻率(lü)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(pǔ)遍方法。一(yī)體化的伺(sì)服機構被(bèi)設計成能(néng)夠直接接(jie)受來自調(diao)節器或計(ji)算機的0/4-20mA控(kòng)制信号，從(cóng)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(pín)率調節的(de)方法比較(jiào)多樣，主🏃‍♂️要(yao)💞有變頻電(dian)機控制和(he)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(bian)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(yú)電磁驅動(dong)和部分電(diàn)機驅動🈲的(de)計量泵，亦(yi)可以利用(yong)外部觸點(dian)信号來調(diào)節沖程頻(pín)率。


3.2、基地式(shì)控制方式(shi)

在某些特(te)殊場合，如(rú)ph值調節，計(ji)量泵作為(wei)執行器，在(zai)🔆調節器♋的(de)控制下添(tiān)加酸或堿(jian)。為簡化系(xì)統配置和(he)提高可靠(kào)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(wai)接一支pH傳(chuan)感器，即可(ke)構成完整(zheng)的調節系(xi)統。這種基(jī)🐅地式智能(néng)🌏計量泵概(gài)念也适用(yong)于控制其(qi)它工藝參(cān)數，如氧化(hua)還原電位(wèi)(ORP)和餘氯濃(nóng)度調節等(deng)♍應用場合(he)。

3.3、設定程序(xù)式控制

由(yóu)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(neng)㊙️和操作性(xing)能得到了(le)充分提升(shēng)，在跟随外(wài)部控制命(mìng)令實現🈚實(shí)時計量流(liu)量調節之(zhī)外，還具有(yǒu)定量添加(jiā)，時間序列(lie)觸發程序(xù)式添加，事(shi)件序列觸(chu)發程序式(shì)添加，時✉️間(jiān)－事件混合(hé)觸發程序(xù)式添加和(hé)自動校正(zheng)等多種工(gōng)作模式，并(bìng)可以🔴提供(gòng)以泵出👅流(liu)體總量，剩(sheng)餘沖程次(ci)數和待輸(shu)送流體容(rong)量，設定🧑🏽‍🤝‍🧑🏻沖(chong)程長度和(he)其它相關(guān)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(shí)時🌈鐘，按預(yu)先規劃的(de)任務清單(dān)，在指定時(shí)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(shí)，天，工作日(rì)，公休日，一(yi)☔周和二周(zhou)為🐆周期靈(líng)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(yi)據實時觸(chu)發事件，按(an)預先規劃(hua)的任務清(qīng)單，在特💘定(ding)事件發生(sheng)時（觸點輸(shu)入）按設定(ding)的🐆沖程次(cì)數或時間(jian)定量添加(jiā)工作介🥰質(zhi)。

以上兩種(zhǒng)方式可以(yi)有機混合(hé)，完成更複(fu)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(gè)事件。

一個(ge)簡單的例(lì)子是冷卻(què)塔循環水(shui)消毒滅藻(zao)系統。消毒(dú)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(zhōng)，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)在周五12-08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(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(xian)場總線ProFibus控(kong)制方式

在(zài)石油化工(gong)等大規模(mó)高自動化(hua)成度的應(ying)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(jin)而組成網(wang)絡👄式控制(zhi)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(shi)年代初♍被(bei)納入德國(guo)DIN标準後，現(xiàn)場總線ProFibus于(yu)九十年代(dài)末又成🚶‍♀️為(wéi)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(xian)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(zhǒng)形勢組成(cheng)。ProFibus－DP，ProFibus－PA和ProFibus－FMS。其中ProFibus－DP(DecentralizedPeriphery)定(dìng)義為分散(sàn)型外圍🏃設(shè)🌈備現場總(zong)線，系專門(men)為過程控(kong)制系統與(yu)分散的㊙️外(wài)圍設備之(zhi)間高速數(shù)據信息交(jiao)換而設計(ji)的🛀。其傳輸(shu)😄介質為🔞雙(shuāng)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(su)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(ju)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(néng)的同時，可(ke)以方便地(dì)溶入高級(jí)的如集散(sàn)式計算機(jī)控制系統(tong)中，使其💔各(gè)種功能得(de)以更充分(fen)地發👄揮，已(yǐ)經成為現(xiàn)代精密計(jì)量泵的佼(jiao)佼者‼️。普羅(luo)名特🔴公司(sī)計量泵家(jiā)族中即有(yǒu)三大系列(lie)數十個型(xíng)号的産品(pǐn)配置了現(xiàn)場總線功(gōng)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(qiú)容📧量和材(cai)質的範疇(chóu)，轉而面向(xiang)高精度，多(duō)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(shāng)的共識。

• 12-08 計量泵(beng)常用問題(tí)解決方法(fa)
• 12-08 計量泵的(de)種類和特(tè)點以及流(liu)量調節方(fāng)式
• 12-08 隔膜計(jì)量泵如何(he)處理故障(zhàng)
• 12-08 如何更換(huàn)計量泵的(de)隔膜的方(fang)法
• 12-08 隔膜式(shi)計量泵是(shì)如何進行(háng)工作的