一、概述
作為流體精密計量與投加的理想裝置，計量幫浦如今已被廣泛地應用於包括製藥、食品飲料和石油化工行業在內的各個領域，在工藝過程擔負著強腐蝕性、毒害性、高粘性和高壓介質的計量新增任務。經過超過半個世紀的實踐應用和技術改進，現在計量幫浦已經進入其高速增長期。現在，成熟的動力驅動方式和液體輸送端（幫浦頭）材料技術使得新型計量幫浦幾乎可以完成輸送任何常規和特殊介質的要求，其工作壓力和容量亦能滿足工業生產的絕大多數要求。
隨著人們對生產工藝過程指標和自動化程度要求的普遍提高，作為化學藥劑計量和新增環節的最終執行機構，計量幫浦的安全性和可控制性變得日益重要起來。石油化工等行業向來以生產過程的高度自動化而著稱，也是集散式、分布式和智慧型式計算機控制系統應用最廣泛的領域之一，因而要求與之相配套的執行器——計量幫浦亦要具備靈活多樣的控制模式，可以方便地與計算機系統構成各種控制迴路，實現更複雜更精確的過程控制。為順應這一新的趨勢，國際上著名的計量幫浦製造商如德國普羅名特公司在保證其產品傳統效能繼續領先世界的同時，借助於嵌入式微處理器系統，將多種調節控制功能和資料通訊協議整合到計量幫浦中，真正實現了從衝程頻率到衝程長度的雙維調節，使其產品成為世界首創的智慧型精密計量幫浦。
二、計量幫浦的基本工作原理
眾所周知，計量幫浦主要由動力驅動、流體輸送和調節控制三部分組成。動力驅動裝置經由機械聯桿系統帶動流體輸送隔膜（活塞）實現往復運動：
隔膜（活塞）於衝程的前半周將被輸送流體吸入並於後半周將流體排出幫浦頭；所以，改變衝程的往復運動頻率或每一次往復運動的衝程長度即可達至調節流體輸送量之目的。精密的加工精度保證了每次幫浦出量進而實現被輸送介質的精密計量。
因其動力驅動和流體輸送方式的不同，計量幫浦可以大致劃分成柱塞式和隔膜式兩大種類。
2.1、柱塞式計量幫浦
主要有普通有閥幫浦和無閥幫浦兩種。柱塞式計量幫浦因其結構簡單和耐高溫高壓等優點而被廣泛應用於石油化工領域。針對高粘度介質在高壓力工況下普通柱塞幫浦的不足，一種無閥旋轉柱塞式計量幫浦受到愈來愈多的重視，被廣泛應用於糖漿、巧克力和石油新增劑等高粘度介質的計量新增。
因被計量介質和幫浦內潤滑劑之間無法實現完全隔離這一結構性缺點，柱塞式計量幫浦在高防汙染要求流體計量應用中受到諸多限制。
2.2、隔膜式計量幫浦
顧名思義，隔膜式計量幫浦利用特殊設計加工的柔性隔膜取代活塞，在驅動機構作用下實現往復運動，完成吸入－排出過程。由於隔膜的隔離作用，在結構上真正實現了被計量流體與驅動潤滑機構之間的隔離。高科技的結構設計和新型材料的選用已經大大提高了隔膜的使用壽命，加上複合材料優異的耐腐蝕特性，隔膜式計量幫浦目前已經成為流體計量應用中的主力幫浦型。
在隔膜式計量幫浦家族成員裡，液力驅動式隔膜幫浦由於採用了液壓油均勻地驅動隔膜，克服了機械直接驅動方式下幫浦隔膜受力過分集中的缺點，提公升了隔膜壽命和工作壓力上限。為了克服單隔膜式計量幫浦可能出現的因隔膜破損而造成的工作故障，有的計量幫浦配備了隔膜破損感測器，實現隔膜破裂時自動連鎖保護；具有雙隔膜結構幫浦頭的計量進一步提高了其安全性，適合對安全保護特別敏感的應用場合。
作為隔膜式計量幫浦的一種，電磁驅動式計量幫浦以電磁鐵產生脈動驅動力，省卻了電機和變速機構，使得系統小巧緊湊，是小量程低壓計量幫浦的重要分支。
現在，精密計量幫浦技術已經非常成熟，其流體計量輸送能力最大可達0-100,000l/h，工作壓力最高達4000 bar，工作範圍覆蓋了工業生產所有領域的要求。
三、計量幫浦的控制
計量幫浦每一次的流體幫浦出量決定了其計量容量。在一定的有效隔膜面積下，幫浦的輸出流體的體積流量正比與衝程長度l和衝程頻率f：v∝a*f*l
在計量介質和工作壓力確定情況下，通過調節衝程長度l和衝程頻率f即可實現對計量幫浦輸出的雙維調節。
儘管衝程長度和頻率都可以作為調節變數，但在工程應用中一般將衝程長度視為粗調製數，衝程頻率為細調製數：調節衝程長度至一定值，然後通過改變其頻率實現精細調節，增加調節的靈活性。在相對簡單的應用場合，亦可以手動設定衝程長度，僅將衝程頻率作為調節變數，從而簡化系統配置。
3.1、常規模擬/開關訊號調節方式
過程控制應用中廣泛採用0/4-20ma模擬電流訊號作為感測器、控制器和執行機構間訊號交換的標準，具有外控功能的計量幫浦亦主要採用這種方式，實現對衝程頻率和衝程頻率的外部調節。
位置式伺服機構是實現衝程長度調節的最普遍方法。一體化的伺服機構被設計成能夠直接接受來自調節器或計算機的0/4-20ma控制訊號，從而自動調節衝程長度在0-100％範圍內變化。
相對而言實現衝程頻率調節的方法比較多樣，主要有變頻電機控制和直接繼電觸點控制兩種。經由0/4-20ma電流訊號控制的變頻調速器驅動計量幫浦電動機按所需速度執行，從而實現衝程頻率的調節。對於電磁驅動和部分電機驅動的計量幫浦，亦可以利用外部觸點訊號來調節衝程頻率。
3.2、基地式控制方式
在某些特殊場合，如ph值調節，計量幫浦作為執行器，在調節器的控制下新增酸或鹼。為簡化系統配置和提高可靠性，以微處理器為核心的嵌入式控制系統被直接整合到計量幫浦內，如此只需外接一支ph感測器，即可構成完整的調節系統。這種基地式智慧型計量幫浦概念也適用於控制其它工藝引數，如氧化還原電位(orp)和餘氯濃度調節等應用場合。
3.3、設定程式式控制
由於內部整合了微處理計算機，一些計量幫浦產品的調控效能和操作效能得到了充分提公升，在跟隨外部控制命令實現實時計量流量調節之外，還具有定量新增，時間序列觸發程式式新增，事件序列觸發程式式新增，時間－事件混合觸發程式式新增和自動校正等多種工作模式，並可以提供以幫浦出流體總量，剩餘衝程次數和待輸送流體容量，設定衝程長度和其它相關的計量幫浦工作引數等有用資訊。
時間序列觸發程式式工作方式令計量幫浦完全依據實時時鐘，按預先規劃的任務清單，在指定時刻按設定的衝程次數或時間定量新增工作介質，時間可以以每小時，天，工作日，公休日，一周和二周為週期靈活設定；而事件序列觸發程式式工作方式令計量幫浦完全依據實時觸發事件，按預先規劃的任務清單，在特定事件發生時（觸點輸入）按設定的衝程次數或時間定量新增工作介質。以上兩種方式可以有機混合，完成更複雜的時間－事件混合觸發工作模式。最多可設定81個事件。
乙個簡單的例子是冷卻塔迴圈水消毒滅藻系統。消毒劑以特定濃度根據補充水流量比例新增；並按工藝要求，在比例新增過程當中，每週還應脈衝式大劑量新增一次消毒劑（如設定在周五12-13時），並要求此時暫停比例新增作用。整個程式設計十分簡捷，令複雜多變的流體新增任務得以輕鬆而精確地實現。
3.4、現場匯流排profibus控制方式
在石油化工等大規模高自動化成度的應用場合，利用數字通訊協議進行自動化裝置之間資料的高速傳輸進而組成網路式控制系統，容量大，可靠性高，已成為發展的主流。繼二十世紀九十年代初被納入德國din標準後，現場匯流排profibus於九十年代末又成為歐洲標準(en50170)，在世界範圍內得到廣泛採用，已成為現場匯流排技術中代表性協議之一。
現場匯流排profibus由三種形勢組成。profibus－dp，profibus－pa和profibus－fms。其中profibus－dp(decentralized periphery)定義為分散型外圍裝置現場匯流排，系專門為過程控制系統與分散的外圍裝置之間高速資料資訊交換而設計的。
其傳輸介質為雙絞線或光纖聯接的rs485傳輸制式，波特率9.6-12mb/s，系統構成成本低，高速可靠。
現場匯流排profibus指令集精簡凝練，程式設計非常方便。具有現場匯流排profibus通訊功能的計量幫浦，在具有所有手動調節功能的同時，可以方便地溶入高階的如集散式計算機控制系統中，使其各種功能得以更充分地發揮，已經成為現代精密計量幫浦的佼佼者。普羅名特公司計量幫浦家族中即有三大系列數十個型號的產品配置了現場匯流排功能。
四、結束語
今天，計量幫浦的研發已經超越了其傳統意義上單純追求容量和材質的範疇，轉而面向高精度，多功能和智慧型化的發展方向，這一趨勢已經成為世界主要計量幫浦生商的共識。
計量幫浦的結構及工作原理
計量幫浦由動力端和液力端兩部份組成。動力端通過曲柄連桿機構促使柱塞作往復運動，通過n形軸調節機構來改變行程流量大小 液力端通過吸入 排出閥組起到輸送液體的作用。1 動力端結構 動力端傳動機構由電動機 電機托架 傳動箱 內含蝸輪付 n形軸曲柄連桿機構 行程調節機構 幫浦頭托架等組成。n形軸曲柄連桿機構...
計量幫浦的結構和工作原理
巨集浪 計量幫浦的使用特點 1.柱塞式計量幫浦 柱塞在往復直線運動中,直接與所輸送的介質接觸,在進出口單向閥的作用下完成吸排液體.適用各種高壓,低壓 使用壓力0 60mpa 強腐蝕性場合.計量精度小於0.5 2.液壓隔膜式計量幫浦 借助柱塞在油缸內的往復運動,使腔內油液產生脈動力,推動隔膜片來回鼓動...
計量幫浦的分類和工作原理
定義計量幫浦 j li ng b ng 也稱定量幫浦或比例幫浦。計量幫浦是一種可以滿足各種嚴格的工藝流程需要，流量可以在0 100 範圍內無級調節，用來輸送液體 特別是腐蝕性液體 一種特殊容積幫浦。分類 1.根據過流部分 1 柱塞 活塞式 2 機械隔膜式 3 液壓隔膜式 2.根據驅動方式 1 電機驅...