[發(fā)明專利]一種低成本隔膜計(jì)量泵隔膜破損泄漏檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810440081.5
• 申請(qǐng)日: 2018-05-09
• 公開（公告）號(hào): CN108661891B
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余世明;何德峰;仇翔;吳根忠;宋秀蘭;俞立
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): F04B43/04
• 分類號(hào): F04B43/04;F04B51/00;F04B53/00;F04B13/00
• 代理公司: 杭州浙科專利事務(wù)所(普通合伙) 33213
• 代理人: 杜立

本發(fā)明公開了一種低成本隔膜計(jì)量泵隔膜破損泄漏檢測(cè)方法，包括如下步驟：步驟一、在計(jì)量泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸上安裝磁鋼，利用霍爾傳感器檢測(cè)流量；步驟二、計(jì)量泵出口管線上安裝低成本的防腐PVC葉輪轉(zhuǎn)子檢測(cè)流量；步驟三、將兩路流量信號(hào)比較，判斷是否發(fā)生隔膜破損泄漏。本發(fā)明的低成本隔膜計(jì)量泵隔膜破損泄漏檢測(cè)方法檢測(cè)成本低，能夠有效避免漏檢或誤報(bào)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種低成本檢測(cè)技術(shù)，能夠有效避免漏檢或誤報(bào)，特別是一種隔膜計(jì)量泵因隔膜破損而引起的泄漏故障檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

液體介質(zhì)的投加是流程工業(yè)生產(chǎn)制備過程中以連續(xù)或間歇方式精確定量或精確配比添加各種化學(xué)藥劑、確保產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵性生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)。液體投加裝備以工業(yè)計(jì)量泵為核心，廣泛應(yīng)用于石油、化工、水處理、制藥、食品、造紙等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要工業(yè)領(lǐng)域。在流程工業(yè)中輸送和投加的液體介質(zhì)大都是強(qiáng)堿、強(qiáng)酸等強(qiáng)腐蝕性物質(zhì)，通常采用具有防腐功能的隔膜計(jì)量泵輸送、投加，如圖1所示。

現(xiàn)有的隔膜計(jì)量泵存在的主要問題：其一是通過手輪以離線方式大致調(diào)節(jié)流量大小，無法實(shí)現(xiàn)在線精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，既不利于節(jié)能降耗，也難以保證產(chǎn)品質(zhì)量；其二是工作現(xiàn)場(chǎng)存在強(qiáng)堿、強(qiáng)酸和有毒氣體，環(huán)境惡劣，不便人工操作，因此，迫切需要實(shí)現(xiàn)流量的自動(dòng)檢測(cè)和調(diào)節(jié)。

為此，可通過變頻技術(shù)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速來間接調(diào)節(jié)流量的大小，也可通過測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速和現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定來間接測(cè)量流量。

由于隔膜計(jì)量輸送強(qiáng)堿、強(qiáng)酸等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)，當(dāng)隔膜破損后，計(jì)量泵將無法按生產(chǎn)工藝要求輸送所需的原料介質(zhì)，不僅影響整個(gè)流程工業(yè)生產(chǎn)的正常運(yùn)行，而且會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，特別是易爆易燃介質(zhì)的泄漏還會(huì)導(dǎo)致安全事故發(fā)生。隔膜破損后，通過測(cè)量電機(jī)的轉(zhuǎn)速將不能獲得真實(shí)的流量。因此本發(fā)明采用一種低成本的技術(shù)方案解決隔膜破損故障的檢測(cè)和報(bào)警。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種低成本隔膜計(jì)量泵隔膜破損泄漏檢測(cè)方法，包括如下步驟：

步驟一、在計(jì)量泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸上安裝磁鋼，利用霍爾傳感器檢測(cè)流量；

步驟二、計(jì)量泵出口管線上安裝低成本的防腐PVC葉輪轉(zhuǎn)子檢測(cè)流量；

步驟三、將兩路流量信號(hào)比較，判斷是否發(fā)生隔膜破損泄漏。

進(jìn)一步的，步驟一具體如下：

在三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)子軸上均勻安裝M個(gè)永久磁鋼，利用低成本的霍爾傳感器檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速；

設(shè)電機(jī)蝸輪蝸桿減速器的傳動(dòng)比為r，計(jì)量泵隔膜一個(gè)往復(fù)行程的容積變化量為ΔV，電機(jī)轉(zhuǎn)速為n，則在穩(wěn)態(tài)情況下，根據(jù)下式可計(jì)算體積流量：

假設(shè)在時(shí)間T內(nèi)，電機(jī)專用數(shù)字信號(hào)控制器收到P個(gè)霍爾脈沖，則電機(jī)轉(zhuǎn)速為

將(2)式代入(1)式，得到

令則

對(duì)于給定的泵，ΔV_r，M，T為常數(shù)；ΔV_r是驅(qū)動(dòng)電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈的平均流量，在電機(jī)數(shù)字變頻控制器的控制下使電機(jī)轉(zhuǎn)R圈，在滿管工況下，通過取樣口得到L升液體，則

ΔV_r＝L/R (5)。

進(jìn)一步的，步驟二具體如下：

在計(jì)量泵出口管線上安裝一個(gè)低成本的PVC防腐材料制成的葉輪轉(zhuǎn)子，出口流量驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與流量成比，同樣在葉輪轉(zhuǎn)軸上安裝一個(gè)霍爾磁鋼，用霍爾元件檢測(cè)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，再通過標(biāo)定可得到流量與轉(zhuǎn)速的函數(shù)關(guān)系，由此計(jì)算出不同轉(zhuǎn)速下的流量。