一、概述
作為流體精密（mì）計量與投（tóu）加的理想設備，加藥計量泵如（rú）今已被（bèi）廣泛（fàn）地應用（yòng）於包括製藥、食品（pǐn）飲料和石油化工（gōng）行業在內的各個領域，在工藝過程擔負著強腐蝕（shí）性（xìng）、毒害性、高粘性和高（gāo）壓介質的（de）計量添加任務。
報告經過超過半個世紀的實踐應用（yòng）和技術改進，現在加藥計量泵已（yǐ）經進（jìn）入（rù）其高速增長期。
現在，成熟的動力（lì）驅動方式和液（yè）體輸送端(泵頭)材（cái）料技術使得（dé）新（xīn）型加藥計量泵幾乎（hū）可以完成（chéng）輸送任何常規和特殊介質的要求，其工作壓力和容量亦能（néng）滿（mǎn）足工業生產（chǎn）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（yào）求的普遍提（tí）高，作為化學藥劑計量和添加環節的最終執行（háng）機構，加藥計量（liàng）泵的安全性和可控製性變（biàn）得日（rì）益重要（yào）起來。
石油化工等行業向來以生（shēng）產過程的高度自動化而著稱，也是集（jí）散式、分布（bù）式和智（zhì）能式（shì）計算機控製係統應用最廣泛的領域之一，因而要求與之相配（pèi）套的執行器——加藥計量泵亦要（yào）具備靈活多樣的控（kòng）製模式，可以（yǐ）方便地與計算機係統構成各種（zhǒng）控製回路，實現更複雜更精確的過程控製。
為順應這一（yī）新的趨勢，國（guó）際上著名的（de）加（jiā）藥計量泵製造商如德國普羅（luó）名特公司在保證其產品傳（chuán）統性能繼續領先世界的同時，借助於嵌入式微處理器係統，將多種調節控製功能（néng）和數據（jù）通訊（xùn）協議整合到（dào）加藥計量泵中，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（wéi）世（shì）界首創的智能精密加藥計量泵。
二、加藥計量泵的（de）基（jī）本工作原理
加藥計量泵（bèng）工作原理
眾所周知，加藥計量泵主要由（yóu）動力驅動、流體輸送和（hé）調節控製三部分組成。動力驅動裝置經由機（jī）械聯杆係統帶動流體輸送隔膜(活塞)實現往複運動：
隔膜(活塞（sāi）)於衝程的前半周將被輸送流體（tǐ）吸入並於後（hòu）半周將流體排出泵頭;所以，改（gǎi）變衝（chōng）程的往複運動頻率或每一次往複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（gōng）精度保證（zhèng）了每次泵出量進而實現被輸送介質的（de）精密計量。
因其動力驅動和流體輸送方式的不同，機械加藥計量泵可（kě）以大致劃分（fèn）成柱（zhù）塞式和隔膜（mó）式兩大種類（lèi）。
2.1、柱塞式（shì）加藥計（jì）量泵
主要有普通有閥泵（bèng）和無閥泵兩種。柱（zhù）塞式加藥計量泵因其結構簡單和耐高溫高壓等優點而被廣（guǎng）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泵的不足，一種無閥旋轉柱塞式加藥計量泵（bèng）受到愈來愈（yù）多的重視，被廣泛應用於糖漿、巧克（kè）力和石油添加劑等高粘（zhān）度介質的計量添加。因被計量介質和泵內潤滑劑之間無（wú）法實現完全隔離這（zhè）一（yī）結構性缺點，柱塞（sāi）式加藥（yào）計量泵在高防汙染要求流（liú）體計量應用中受到諸多限製。
2.2、隔膜式加藥計量（liàng）泵
顧名思義，隔膜式加（jiā）藥計量泵利用特殊設計加（jiā）工的柔性隔膜取代活塞，在（zài）驅動機構作用下（xià）實現往複運動，完成吸入-排出（chū）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（qū）動潤（rùn）滑機構之間的隔離（lí）。
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（mó）的使用壽命，加上複合材料優（yōu）異的耐腐蝕特性，隔膜式加藥（yào）計量泵目前已經成為流體計（jì）量應用中的主力泵型。
在（zài）隔膜式加藥計量泵家族成員裏，液力驅動式隔膜泵由於采用了液壓油均勻（yún）地驅動（dòng）隔膜，克服了機械直接驅動方式下泵隔膜受力過分集中的缺點，提（tí）升（shēng）了隔膜壽命和工作壓力上限。
為了克服單隔膜式加藥（yào）計量泵可能（néng）出現的因隔膜破損而造成的工作故障，有的加藥計量（liàng）泵配備了隔膜破損傳感器，實現隔膜破裂時自動連鎖（suǒ）保護;具有雙隔膜結構泵頭的（de）計量進一（yī）步提高了其安（ān）全性（xìng），適合（hé）對安全保護特別敏感的應用場合。
作為隔膜式加藥計量泵的一種，電磁驅動式加藥計（jì）量泵以電磁鐵產生脈動驅（qū）動力，省卻了電機和變（biàn）速機構，使得係統小巧緊湊，是小量程低（dī）壓加藥計量（liàng）泵的重要分支。
現在，精密（mì）加藥計量泵技（jì）術已經非常成熟，其流體（tǐ）計量輸（shū）送能力最大可達0-100,000l/h，工作壓力最高達4000 bar，工（gōng）作（zuò）範圍覆蓋了工業生產所有領域的要求。
三、加藥計量（liàng）泵的（de）控製（zhì）
加藥計量泵每一次的流體（tǐ）泵出量決定了（le）其計量容量。在一定的有（yǒu）效隔膜麵積下，泵的輸出流體的體積流量正比與衝程長度L和（hé）衝程頻率F：V∝A*F*L
在計量介質和工作壓力確定情（qíng）況下，通過調節衝程長度L和（hé）衝程頻率F即（jí）可實現對加藥計量泵輸出的雙維調節。
盡管衝程長度和頻率都可以作為調節變量，但在工程應用中一般將衝程（chéng）長度視為粗調變量，衝（chōng）程頻率為細調變量：調節衝程長度至一定值（zhí），然後通過改變（biàn）其頻率實現精細調節，增加調節的靈活性（xìng）。在（zài）相對簡單的應用場合，亦可以手動設置衝程長度，僅將衝程頻率作為調節變量，從而簡化（huà）係統配置（zhì）。
3.1、常規模擬/開關信（xìn）號調節方式
過程控製（zhì）應用中（zhōng）廣泛采用（yòng）0/4-20mA模擬電流信號作為傳感器、控製器和執行機構間（jiān）信號交換的（de）標準，具有外控功能的加（jiā）藥計量泵亦主（zhǔ）要采用（yòng）這種方式（shì），實現對衝程頻率和衝程頻率的（de）外部調節。
位置式伺服機構是實現衝程（chéng）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控製信號，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（de）方法比較多樣，主要有變頻電機控製和直（zhí）接繼電（diàn）觸點控製兩種。經由0/4-20mA電流信號控製的變（biàn）頻調速（sù）器驅動加藥計量泵電（diàn）動（dòng）機按所需速度運（yùn）行，從而（ér）實現衝程頻率的調節。對於電磁驅動和部分電機驅動的加藥計量泵，亦可以利用外部觸點信號來調節衝程頻率（lǜ）。
3.2、基地式控製方式
在某些特殊場合，如ph值調節，加藥計量（liàng）泵作為執行器，在調節器的控（kòng）製（zhì）下添加酸或堿。為簡化係統配置和提高可（kě）靠性，以微處理器為核心的嵌入式控製係統被直接集成到加（jiā）藥計量泵（bèng）內，如此隻需外接一支pH傳感（gǎn）器，即（jí）可構成完整的（de）調節係統。這種基地式智能加藥計量泵概念也適（shì）用於控製（zhì）其它工藝參數，如氧化還原電位(ORP)和餘氯濃度調節等應用場合。
3.3、設定程序式（shì）控製
由於內部集成了微處理計算機，一些加藥計量泵產品的調控性能（néng）和操作性（xìng）能得到（dào）了充分提升，在跟隨外部控（kòng）製（zhì）命令實現實時計量流量調節之外，還（hái）具有定量添加，時間序列觸（chù）發程序式添加，事件序列觸發程序式添加，時間-事件混（hún）合觸發程（chéng）序式添加和自動校正等多種工作模式，並可以提供以泵出流體總量，剩餘衝程次數和待輸送流體容量，設定衝程長度和（hé）其（qí）它（tā）相關的加藥計量（liàng）泵工作參數等有用信息。
時間（jiān）序列觸發程序式工作方式（shì）令加藥計量泵完全（quán）依據實時時鍾，按（àn）預先規劃的任（rèn）務清單，在指（zhǐ）定時刻按設定的衝（chōng）程次數或時（shí）間定量添加工作介質，時間可以以每小時，天，工作日，公休日，一周和二周為周期靈活設定;而事件序列觸（chù）發程序式工作方式令加（jiā）藥（yào）計量泵完全依（yī）據實時觸發事件，按預先規劃的（de）任務清單，在特定事件發生時(觸點輸入)按設（shè）定的衝程次數或時間定量添加工作介質。以（yǐ）上（shàng）兩（liǎng）種方式（shì）可以有（yǒu）機混合，完成更複雜的時（shí）間-事件混（hún）合觸發工作模式。最多可（kě）設定81個事件。
一個簡單的例子是冷卻塔循環水消毒滅藻係統。消毒劑以特定濃度根據補充水流量（liàng）比例添加;並按（àn）工藝要求（qiú），在比例添加過程當中，每周還應脈衝式大劑量添加一次（cì）消毒劑(如設定在周（zhōu）五12-13時)，並要（yào）求此時暫停（tíng）比例添加作用。整個編程（chéng）十（shí）分簡捷（jié），令複雜（zá）多變的流體添加任務（wù）得以輕（qīng）鬆而精確地實現（xiàn）。
3.4、現場（chǎng）總線ProFibus控製方式
在石（shí）油（yóu）化工等大規（guī）模高自動化成度（dù）的應用場合，利用數字通訊協議進行（háng）自動化設備之間數（shù）據的高速傳輸進而組成網絡式控製係統，容量大，可靠（kào）性高，已成為發展的主流。繼二十世（shì）紀九十年（nián）代初被納入德國DIN標準後（hòu），現場總線ProFibus於九十年代末又成為歐洲標準(EN50170)，在世界範圍（wéi）內得（dé）到廣泛采用，已成為現場總線技術中（zhōng）代（dài）表性（xìng）協（xié）議之（zhī）一（yī）。
現場（chǎng）總線（xiàn）ProFibus由三種形勢組成。ProFibus-DP，ProFibus-PA和ProFibus-FMS。其（qí）中ProFibus-DP(Decentralized Periphery)定義為分（fèn）散型外圍設備現（xiàn）場總線，係專門為過程控製係統與分散的外圍設備之間高速（sù）數（shù）據信（xìn）息交換而設計的。其傳輸介質為雙絞線或光纖聯接的RS485傳輸（shū）製式，波特率9.6-12Mb/s，係統構成成本低，高速可靠。
現場總線ProFibus指令集精簡凝練，編程非常方便。具有現場總線ProFibus通（tōng）訊功能的加藥計量泵（bèng），在具有所有手動調節功能的同時，可以方便地溶入（rù）高（gāo）級的如集散式計算機控製（zhì）係（xì）統（tǒng）中，使其（qí）各種功能得以更（gèng）充（chōng）分地發揮，已經成為現代精密（mì）加藥計量泵（bèng）的佼佼者。普羅（luó）名特（tè）公司加藥計量泵家族中（zhōng）即有三大係列（liè）數十個（gè）型號的產品（pǐn）配置了現場（chǎng）總（zǒng）線功能。意大利seko加藥計量泵也有多種型號,大範圍精密加（jiā）藥計量泵（bèng）產品,在世界（jiè）上多種國（guó）家級項目中應用. |
