爾王莊管理處智能型示流器的研制

張宏宇，劉文鵬，高瑞征

（天津市引灤工程爾王莊管理處，天津 寶坻 301802）

爾王莊暗渠泵站始建于1983年，擔(dān)負(fù)著向市區(qū)供水的重任。泵站機(jī)組采用水冷卻及水潤(rùn)滑方式，冷卻水及潤(rùn)滑水的正常工作是機(jī)組安全運(yùn)行必不可少的條件之一，目前使用的示流器主要有機(jī)械和電器兩部分構(gòu)成，兩者之間靠橡膠環(huán)密封。工作原理如下：機(jī)組工作時(shí)打開(kāi)進(jìn)水閥門(mén)，有壓水流沖擊機(jī)械板轉(zhuǎn)動(dòng)，然后帶動(dòng)可移動(dòng)的磁鐵旋轉(zhuǎn)，當(dāng)機(jī)械板在全開(kāi)位置時(shí)，磁鐵吸合電器部分干簧管的常開(kāi)接點(diǎn)，從而使電路形成導(dǎo)路，發(fā)出冷卻水正常信號(hào)。

1 工程存在問(wèn)題

1.1 機(jī)械板不能打開(kāi)

機(jī)械板是靠水壓打開(kāi)的，暗渠泵站上層水壓只有在大于0.05MPa時(shí)，才能打開(kāi)；用水高峰時(shí)，水壓力往往低于0.05 MPa，這樣機(jī)械板就不能正常打開(kāi)，進(jìn)而使電路斷開(kāi)，發(fā)出冷卻水中斷信號(hào)。

1.2 示流器漏水

機(jī)械板是用橡膠做成，俗成“手套”。在長(zhǎng)期開(kāi)合過(guò)程中，橡膠老化出現(xiàn)裂痕，電氣部分和機(jī)械部分的隔離遭到破壞，大量水從示流器流出，造成電路故障，發(fā)出冷卻水中斷信號(hào)。

1.3 電路故障

電路的形成是靠磁鐵吸合干簧管來(lái)完成的，而干簧管的內(nèi)部觸電，有時(shí)會(huì)燒死或燒斷，這樣即使在機(jī)組停機(jī)或冷卻水正常的情況下，也會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤信號(hào)。

機(jī)組一旦出現(xiàn)上述現(xiàn)象就必須停機(jī)檢修，這樣在輸水繁忙的季節(jié)往往就不能保證用水需求，泵站的安全運(yùn)行就得不到保證。為了解決這一難題，我們研制出了一種適應(yīng)0.05MPa的智能示流器。

2 渦輪流量傳感器的主要特點(diǎn)和技術(shù)

渦輪流量傳感器采用脈沖輸出，精確度高、反應(yīng)靈敏、測(cè)量范圍寬、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便。渦輪流量傳感器與接收電脈沖信號(hào)的流量計(jì)算儀組成智能示流器，用來(lái)測(cè)量封閉管道中低黏度流體的體積流量。傳感器由渦輪本體積前置放大器組成，傳感器的工作基于力矩平衡原理，當(dāng)流體流經(jīng)傳感器時(shí)，推動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，在一定流量范圍內(nèi)，動(dòng)力矩和阻力矩平衡，葉輪轉(zhuǎn)速保持一定，葉輪上均勻分布的葉片隨葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而周期性地改變檢測(cè)器磁場(chǎng)的磁阻，檢測(cè)器產(chǎn)生電脈沖信號(hào)，經(jīng)前置放大器放大后輸出。輸出電脈沖數(shù)與葉輪轉(zhuǎn)速成正比，葉輪轉(zhuǎn)速與流量成正比，所以輸出電脈沖數(shù)與流過(guò)傳感器的流量成正比。

3 智能型示流器的工作原理

智能型示流器由渦輪流量計(jì)、傳感器、智能顯示控制儀表3部分組成。當(dāng)機(jī)組冷卻水打開(kāi)后，渦輪由于水流作用轉(zhuǎn)動(dòng)渦輪流量計(jì)開(kāi)始工作，感應(yīng)到傳感器上，傳感器發(fā)出脈沖信號(hào)到中控室智能儀表上，智能儀表通過(guò)計(jì)算顯示冷卻水流量，儀表檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)流量值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，輸出信號(hào)傳給冷卻水繼電器，使其閉合，同時(shí)輸出4～20mA信號(hào)給計(jì)算機(jī)。

4 系統(tǒng)組成及特點(diǎn)

4.1 智能型示流器的結(jié)構(gòu)

智能型示流器為防止銹蝕采用全不銹鋼結(jié)構(gòu)，外觀采用圓柱型，與管路連接方便。

4.2 智能型示流器的特點(diǎn)

（1）實(shí)時(shí)準(zhǔn)確顯示流量值；

（2）具有4～12mA輸出，可與計(jì)算機(jī)聯(lián)接；

（3）高靈敏度，在管道流速很小時(shí)，仍能平穩(wěn)工作；

（4）安裝簡(jiǎn)便，造價(jià)低廉。

5 結(jié)語(yǔ)

智能型示流器已成功應(yīng)用于爾王莊暗渠泵站，實(shí)踐證明，該智能示流器具有自動(dòng)巡回檢測(cè)16路/定點(diǎn)檢測(cè)，某路液體輸入阻抗大于6kΩ，輸入信號(hào)頻率20～8000Hz，測(cè)量精度優(yōu)于±0.5%，流量顯示允許誤差±0.1L/min，工作電源AC220V±20%/50Hz，超聲光報(bào)警及連鎖控制信號(hào)輸出等功能。運(yùn)行中未出現(xiàn)動(dòng)作卡死或因壓力不足導(dǎo)致的無(wú)法工作等故障，解決了運(yùn)行中的難題，確保了安全輸水，為天津的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。

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