流量、压力、总固体等测量装置

流量、压力、总固体等测量装置

一套自动化控制系统需要一些需要控制参数的输入点，这些输入点来自一些不同的设备，并有不同的形式。

² 流量

流量大概是最常见的测量参数。市场上有许多流量测量仪。由于微处理机的快速发展，使流量测量仪的发展很难跟上其进程。然而，以下这些产品作者认为是有效的。

转子流量计是唯一的大量使用的纯机械类流量计，但现在已被认为是老式的了。有一些也配了传感器，但并不普遍。转子流量计对于现场指示非常优秀，但几乎无法用于数据传输。它在流量指示方面比较准确，但对液体的粘度和密度非常敏感。如果有漂浮物或透明度变差，则流量指示将完全错误。

电磁流量计是膜过滤系统中对所有产品都能提供良好和可靠的流量数据的测量仪。唯一的缺陷是它不适用于超纯水。电磁流量计通常输出一个4～20mA的信号。

电磁流量计的优点：

n 流道和障碍物完全隔离；

n 不会引起压力下降；

n 直径同液体流经的管径相同；

n 测量范围大于大多数的其它流量计。

目前有许多电磁流量计的生产厂家。以下是一些在欧洲常用的型号，但未全部列出：

Ø Siemen(德国)

Ø Danfoss(丹麦)

Ø F & P(英联邦)

Ø Bürkert(德国)

Ø Endress & Hauser(德国)

Ø Process Data(丹麦)

很难找到一个可以在反渗透系统中操作的流量计。另一个问题是用于乳制品行业的电磁流量计，它要求为卫生级。Process Data和Danfoss能提供这类设计。

流量值既可现场显示又可送控制盘显示。一般还可进行温度显示和流量累计数显示。

涡街流量计从原则上讲完成与电磁流量计相同的工作，但价格更低。但涡街流量计方向性很差，因此不适合在膜过滤系统中使用。

超声波流量计，许多年来一直被推荐为一种性能良好，有价廉的流量测量仪。但只有当液体(固体或气泡)中的颗粒能反射声波时，超声波流量计才能准确测量。在膜过滤系统中悬浮固体和空气极少。因此这些测量仪很少在膜行业中使用。

质量测量计是用于测量实时流量、密度和质量的精致的仪器。它们被用于控制蒸发器。测量原理包括惯性、质量和共振。从外表看，它们象一个长的U型管，通常接近1米长。通过与蒸发器连接的伸缩接头连接的管子浓缩测量管中物体的重量，值，再计算出物体的密度。液体流速越快，改变流体方向180度所需要的力引起的管子弯曲度越大，通过测量弯曲度，再根据液体的密度可计算出流速。知道速度和密度后，就可以计算质量流量。通过加入一个高频声音发生器可以间接测量粘度。

质量流量及对于测量含大量固体的流体非常适合。但在处理低固体流体的膜系统中却更不可靠些。

这里提到的5类流量计分别依据线性速率、液体的电磁特性、流速、声波反射、液体的密度和液体的惯性等原理。还有许多利用这些和其它原理精心设计的流量计。

本文作者认为使用含移动部件的流量计比较危险。悬浮固体会堵塞机械装置，漂浮物会堆积，轴承会断裂，齿轮会因疲劳而断开。因此作者建议使用电磁流量计，以避免这许多的问题。

² 压力

电子压力传感器是相当新的。它们相当于传统的布林登(管式)压力计较易提供0.1%的精确读数，这在膜系统中是有必要且相当有益的。电子压力传感器的另一个优点是测量仪表值可到达零点，而老式的布林登压力计却达不到。

电子压力传感器可现场显示也可在控制盘显示。

用一个量程100bar的压力计测量误差小于0.1bar，就可以在不买昂贵和复杂的压差变送器的情况下，正确测出膜壳内的压降。

布林登压力计也可以使用，但只用于现场指示，且要求操作人员用眼睛来估计压力读数，而不能得到一个精确的读数。但通过匆匆一瞥获得压力的视觉估计值，而不是一个读书也是很有用的。就象开车时看一眼标尺来测算温度和油压一样：不用知道其精确数值；只要知道指示位置就足够了。

如果使用布林登压力计，则必须使用一个标尺，并用一个隔膜将物料和仪器分开。

² 其它传感器

使用电子温度传感器已成为行业标准，而传统的温度计几乎已不再使用。它一般输出4～20mA的信号。

安培表只用于产品具有较大粘性的系统中和用粘度来调整系统的场合。测量电动机消耗的电流很简单，其输出的信号是一个模拟量数字。

工业折射计用于不溶解固体的在线测量和控制。通常用于特殊处理的乳制品行业。虽然折射计实际上只测量折射系数而不是总固体，在大多数情况下还是工作良好。因为折射系数和不溶解固体有良好的相关性。

其测量单位一般使用度Brix(^oBx) 。1^oBx定义为25℃时1WW％蔗糖的折射指数，水的折射系数是0^oBx。在乳制品行业，将折射系数提高至0.82^oBx，可获得不溶性固体。而对造纸和纸浆排水，其指数应增加至0.78^oBx。由于折射指数(^oBx)和真实固体之间的关系并不是在所有范围内都不变的，因此建议建立一根实际处理物料的标准曲线。

悬浮固体会产生特殊的问题，因为它们不能被折射计“看见”。这在将全奶的超滤作为主要工艺的乳制品行业是一个挑战。为了得到正确的读数，必须在物料进入超滤系统前确定其实际的组分。当然这个建议对所有其它含悬浮固体的物料也是适用的。

放置折射计时必须确保在所有生产阶段中有可靠、连续的物料流经棱镜。在一个环路中流量很大，但应确保环路一直在运行中。如果折射计被放在浓缩管在线，则应将一根来自最终循环泵的压力侧的小细管与折射计相连，以确保棱镜能发光，见图16。？P75