固體沖擊流量計(jì)運(yùn)用 by Sleldon Shepherd

周祖濂 譯

干燥的固體流量計(jì)（Dry Solids flowmeters）是為在加工中監(jiān)控散裝物料流量而設(shè)計(jì)。這種裝置能連續(xù)測(cè)量在重力饋料條件下物料的沖擊力，并將其轉(zhuǎn)換為物流的重量。

在加工廠中，干燥固體流量計(jì)適用于很多類型的散料提供流量的速度和總物料的測(cè)量，如谷類、種子，顆粒物和礦石類。根據(jù)這種流量計(jì)提供的信息，可用來控制進(jìn)入加工過程或配料的速度。如果希望保持更連續(xù)和可靠的工作，對(duì)運(yùn)用的固有狀態(tài)和經(jīng)驗(yàn)，以及有規(guī)律的維持謹(jǐn)慎的評(píng)價(jià)是必不可少的。選擇和建立一個(gè)合適的預(yù)傳送設(shè)備，對(duì)于能連續(xù)可靠測(cè)量物料是非常關(guān)鍵。固體流量計(jì)能在單獨(dú)持續(xù)的工作條件下使用，或者能與使用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)預(yù)定方案的過程控制系統(tǒng)的裝置結(jié)合工作，也能與其它設(shè)備聯(lián)同使用，如稱重饋送器（Weigh feeds）、皮帶秤、液體加料泵（Liquid additive pumps）和其它過程探測(cè)設(shè)備（圖解說明對(duì)任何過程情況都適用）。使用固體流量計(jì)都給你帶來利益。

引言

當(dāng)今世界市場(chǎng)都關(guān)心降低物料的價(jià)格和改善產(chǎn)品的質(zhì)量。使用固體流量計(jì)是為了精確監(jiān)控在加工過程中的物料速度，是能幫助用戶改善質(zhì)量、降低成本的長(zhǎng)效手段。固體流量計(jì)能提供方便的、精確的連續(xù)在線稱重，并能對(duì)灰塵全密封。物流沖擊量的測(cè)量提供一種能對(duì)自由流動(dòng)的固體物料精確、連續(xù)、方便的稱重裝置。為達(dá)到在實(shí)際運(yùn)用中了解如何選擇、安裝、校驗(yàn)與固體流量計(jì)之間的關(guān)系是非常重要。

工作原理

固體流量計(jì)是根據(jù)沖擊力的原理設(shè)計(jì)出來的稱重裝置，用來測(cè)量自由流動(dòng)物料流速和干燥固體物料的流動(dòng)狀態(tài)。工作原理很簡(jiǎn)單，由于物料沖擊在流量計(jì)的敏感板上引起機(jī)構(gòu)偏轉(zhuǎn)（圖3），流量計(jì)將偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)饋送到稱重器，同時(shí)用來顯示流速和累計(jì)總重。

圖3

流量計(jì)僅測(cè)量物流沖擊力的水平部分（圖1和圖2），保持測(cè)量的可靠性和重復(fù)性是極其關(guān)鍵。水平力大小取決于顆粒的質(zhì)量和速度，以及顆粒打擊的角度和顆粒質(zhì)量被吸收的特性。

圖1 圖2

流量計(jì)對(duì)物體的質(zhì)量或重量對(duì)板的沖擊響應(yīng)，這些因素須保持恒定。由于流量計(jì)僅測(cè)量沖擊的水平力，這樣由物料附著在沖擊板非沖擊區(qū)上造成的垂直力的改變，對(duì)測(cè)量結(jié)果不構(gòu)成影響，因此零漂被清除。在首次安裝完畢和物料試驗(yàn)后，一般不需要維護(hù)和反復(fù)再校驗(yàn)，最后流量稱重過程都能全密封防塵。危險(xiǎn)場(chǎng)所或不便清洗的場(chǎng)所均可使用，這樣可降低使用場(chǎng)所的防護(hù)要求。適合在輕工方面的工廠和食品加工企業(yè)使用。

用于連續(xù)稱重各種固體物料，顆粒的直徑可大于1英寸。也可適用于不同密度的物料，例如從需要風(fēng)力送料的小麥到鐵粉料。固體流量計(jì)具有很強(qiáng)靈活性，適于各種各樣的固態(tài)流動(dòng)性強(qiáng)的物料，如飛塵到鐵屑，以及谷物、糠料過篩的余料、水泥、大豆、煤料、外殼、石子、花生、碎木片、淀粉、煤塊、糖、土豆片和塑料顆粒等方面都有成功運(yùn)用的例子。

流速范圍從500lb/h到900t/h，都有可使用的類型。使用校準(zhǔn)用的樣品物料對(duì)固體流量計(jì)滿量程校準(zhǔn)的精度0.2%至1%，重復(fù)性為±0.2%。當(dāng)正確安裝和校驗(yàn)后，大多數(shù)固體流量計(jì)在使用時(shí)，精度可達(dá)0.5%或更好。用戶通常期望對(duì)供應(yīng)的物料能有三比一的物流轉(zhuǎn)換能力。沖擊流量計(jì)有兩種基本類型：線性變換差動(dòng)變壓器（CVDT）和應(yīng)變傳感器。使用不同敏感元件的器械，都是用來轉(zhuǎn)換測(cè)量作用在沖板上的水平力。通常應(yīng)根據(jù)被稱物料的流速、溫度來選用合適的流量計(jì)。

LVDT型通過調(diào)整彈簧對(duì)物流提供一反作用力。使用有粘性液體的阻尼器，用于消除沖板的脈動(dòng)。整個(gè)稱重機(jī)械是安裝在原系統(tǒng)的外部，因此對(duì)原材料的流程無影響。機(jī)械制動(dòng)用于過載保護(hù)，使用硅襯墊板的流量計(jì)可測(cè)量溫度高達(dá)450華氏度的物料。量程可由40t/h到300t/h.取決于選擇的類型。

應(yīng)變式傳感器型，需要有支架式輔助支架來支撐沖板，并具有固定的反作用力和機(jī)械阻尼器。當(dāng)超載時(shí)，機(jī)械制動(dòng)器對(duì)傳感器能起保護(hù)。流量計(jì)為單點(diǎn)或四點(diǎn)懸掛式，量程范圍由1t/h到900t/h取決于所選類型。

除了敏感元件和機(jī)械裝置外，選擇合適的累積器也同樣重要。典型的累積器應(yīng)包括：流速、總計(jì)和模擬輸出，以及用于遠(yuǎn)程總計(jì)和脈沖輸出，附加的累積器的功能包括：用于過程控制的功能、比率控制、批量控制（程序值控制）。大多數(shù)制造商還設(shè)有流量（速）報(bào)警裝置，也是很有用的選項(xiàng)。

過去雖然模擬控制系統(tǒng)已被廣泛使用，但數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)正在快速取代它。很多用戶需要固體流量計(jì)具有累積/控制功能，并可與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通信Protocols兼用。例如Allen-Bradley Remete I/O^TM, Device Net^TM，protibus^TM，或者M(jìn)odbus plus^TM。這里protocols提供傳輸選擇，或者可減少固體流量計(jì)和脈沖控制系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳輸。

典型的累積器/控制器的接口：

• 4－20mA用于流速的輸出程序。
• 一個(gè)和多個(gè)4－20mA PID控制輸出，
• 一個(gè)和多個(gè)4－20mA 設(shè)置點(diǎn)輸入
• 最少有一個(gè)用于遠(yuǎn)程累積的脈沖輸出
• 用于開始輔助功能的考慮周到的輸入，例如批量(分批)控制，例行（日常）核準(zhǔn)PIO方式或外部報(bào)警。

譯者語(yǔ)：沖板流量秤或留槽秤在國(guó)外有很廣泛的運(yùn)用。運(yùn)用領(lǐng)域遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過皮帶秤。我認(rèn)為這兩類連續(xù)稱量的衡器在國(guó)內(nèi)應(yīng)有很大發(fā)展空間。所譯的這篇文章雖然發(fā)表時(shí)間較早，但所述的內(nèi)容仍有參考價(jià)值。
而且我也未能找到更近的有關(guān)文章，所以還是將其譯出。希望能在一些領(lǐng)域推廣使用這種衡器，目前國(guó)內(nèi)雖然也有類似的產(chǎn)品，但在設(shè)計(jì)理論、制造水平方面還有很大的研制空間。希望能生產(chǎn)一些更好產(chǎn)品，擴(kuò)展使用泛圍。謝謝！

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