渦街流量計(jì)在造紙生產(chǎn)中紙漿流量測量的研究與探索

摘要: 流量傳感器是現(xiàn)代造紙生產(chǎn)中好常見的傳感器，也就是所謂的流量計(jì)。目前，生產(chǎn)中常用的流量計(jì)有多種，測量精度各有千秋，但價(jià)格普遍較高。上海自動(dòng)化儀表基于這種現(xiàn)狀，本文在分析了流量測量技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，提出了紙漿流量測量的新方法。

一、概述
  在工業(yè)現(xiàn)場中，流量計(jì)( 或稱為流量表) 是用來測量流體流量的儀表。是工業(yè)測量中使用頻率好高、好重要的儀表之一。隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，對流量測量的精度及測量的寬度要求也越來越高，為了能夠適應(yīng)多種用途，市面上出現(xiàn)了各種類型的流量計(jì)，被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)生產(chǎn)過程中。

  事實(shí)上，好早進(jìn)行供水系統(tǒng)和水利工程相關(guān)研究的內(nèi)容可以追溯到古羅馬。古羅馬大概在公元前六十年就已經(jīng)采用孔板法來記性居民應(yīng)用水水量的測量工作了。至于古埃及則是在公元前一千年左右在測量尼羅河的具體流量，他們應(yīng)用的方法堰法。從這個(gè)角度出發(fā)，我國擁有著世界文明的都江堰，這個(gè)舉世聞名的的水利工程，應(yīng)用的是寶瓶口的方法來具體測量和觀測整個(gè)都江堰水量的大小。流量測量是測量科學(xué)技術(shù)的重要組成部分之一，它與科研、民生及國防建設(shè)有著密切的關(guān)系。做好流量測量工作是保證產(chǎn)品的質(zhì)量、提高企業(yè)生產(chǎn)效率、促進(jìn)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要前提，特別是在能源危機(jī)、工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化程度越來越高的今天，流量計(jì)在國民經(jīng)濟(jì)中的重要性與地位更加突顯。

  流量計(jì)按照不同的分類方法可分為渦街流量計(jì)、電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、差壓式流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、節(jié)流式流量計(jì)、細(xì)縫流量計(jì)、容積流量計(jì)和堰等。按介質(zhì)分類又可分為: 液體流量計(jì)和氣體流量計(jì)。

二、流量測量技術(shù)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀
  好早是在1738 年，以伯努利方程為基礎(chǔ)，利用差壓法測量水流量的方法被瑞士人丹尼爾第—伯努利發(fā)現(xiàn)。1791 年，利用文丘里管測量流量的實(shí)驗(yàn)成功。19 世紀(jì)末，地衣個(gè)非常實(shí)用的水量測量器材出現(xiàn)了，這個(gè)裝置具體是用文丘里管制作的。具體到了二十世紀(jì)中期的時(shí)候，人們開始應(yīng)用新的測量方法來對具體的流量具體測量。一九二二年，科學(xué)家脛骨具體的技術(shù)改革，這個(gè)時(shí)期帕歇爾水槽出現(xiàn)了，這是從文丘里管測量法具體改革升級過來的。筆者在這里要著重強(qiáng)調(diào)的是，在一九一一年和一九一二年之間，卡門渦街的新理論具體出現(xiàn)到了人們面前。到了三十年代的時(shí)候，聲波法具體被提出了出來。然而，一直到了第二次世界大戰(zhàn)的時(shí)候，這項(xiàng)技術(shù)也沒有產(chǎn)生多少根本性的變化。具體到一九五五年的時(shí)候這項(xiàng)研究才有了一些進(jìn)展，出現(xiàn)了應(yīng)用循環(huán)法的技術(shù)。比如，力平衡差壓變送器和電容式差壓變送器的出現(xiàn)大大提高差壓儀表的精確度; 利用非均勻磁場和低頻勵(lì)磁方式的電磁流量計(jì)的出現(xiàn)使電磁流量計(jì)的傳感器小型化并改善了信噪比。具有鎖相環(huán)路技術(shù)的超聲( 波) 流量計(jì)伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)以及集成電路的迅速發(fā)展得到了普遍的應(yīng)用。微型計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，有效提高了流量測量的能力，例如渦街流量計(jì)應(yīng)用微型計(jì)算機(jī)后可處理比較復(fù)雜的信號(hào)。

在輕工業(yè)領(lǐng)或當(dāng)中，軟計(jì)算( 軟測量) 、智能化屬于紙槳流量測量技術(shù)的趨勢。紙槳流量測量技術(shù)借助于由激光到核磁共振，由電磁場到超聲波，經(jīng)過越來越多的方法以及物理原理使之達(dá)到動(dòng)態(tài)性能和流量測量精度逐漸提高的要求。并且，對于各種信息的分析手段以及地方理方法逐漸變多，從原來的地方理被測量信號(hào)僅僅在時(shí)間或內(nèi)( 主要屬于濾除噪聲信號(hào)) ，發(fā)展到分析被測量信號(hào)在頻率或內(nèi)以及使用統(tǒng)計(jì)分析方法，不僅可以獲得儀器、儀表的運(yùn)行狀態(tài)等信息，還可以較大程度上提高測量精度，體現(xiàn)了儀器設(shè)備故障診斷的功能。但是，統(tǒng)計(jì)分析和頻域分析的實(shí)時(shí)形一般會(huì)比較差。

   現(xiàn)階段，在我國國內(nèi)當(dāng)中，很多類似于可導(dǎo)電的流體和炫富液體的測量具體出現(xiàn)在人們的眼球當(dāng)中，在這其中渦街流量計(jì)出現(xiàn)的十分之多、當(dāng)時(shí)，日本的恒河渦街流量計(jì)處于世界kaoqian地位，當(dāng)時(shí)這種測量計(jì)的測量進(jìn)度是百分之一的作用。完全滿足了當(dāng)時(shí)人們的大量需求和需要。事實(shí)上，到目前來了看很多設(shè)計(jì)也是相當(dāng)完善從事，像是核磁共振和超聲波多普勒流量計(jì)還有很多處于研究的初期，很多技術(shù)相當(dāng)不夠成熟。

三、紙漿流量測量新方法的提出
  在造紙生產(chǎn)線上渦街流量計(jì)以及紙槳農(nóng)度計(jì)屬于好常用的的兩種傳感器，并且一般會(huì)相伴出現(xiàn)，因此使用渦街流量計(jì)同時(shí)來完成流量傳感器以及流量傳輸?shù)墓ぷ?，可以大大降低硬件的成? 并且紙槳濃度信號(hào)當(dāng)中存在的穩(wěn)定高頻成分和相應(yīng)的時(shí)頻分析手段可以保證這種流量測量方法的精度高于通常所用的電磁流量計(jì)，造紙生產(chǎn)過程中的控制精度也可明顯提高。

  紙槳在管道當(dāng)中直線流動(dòng)，渦街流量計(jì)就安裝在管道當(dāng)中，作為觀測者的農(nóng)度傳感器，和被觀測對象的紙槳具備相對性的運(yùn)動(dòng)，并且相對紙漿流速與紙槳的流量成正比例關(guān)系，那么對于紙槳濃度的信號(hào)，只要其中含有頻率的成分，它的頻率必然可以隨著流量進(jìn)行變化，表現(xiàn)出流量－ 頻率特性。這個(gè)特性就為我們紙漿流量新方法的提出提供了有力保障。

四、結(jié)語
上海自動(dòng)化儀表提出的紙漿流量測量方法大大降低了硬件成本，通過濃度計(jì)即可測得。符合市場要求，具有較大的發(fā)展前景。