渦街流量計(jì)在造紙生產(chǎn)中紙漿流量測(cè)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(jiàn)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(cè)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(cè)量技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，提出了紙漿流量測(cè)量的新方法。

一、概述
  在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中，流量計(jì)( 或稱為流量表) 是用來(lái)測(cè)量流體流量的儀表。是工業(yè)測(cè)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(duì)流量測(cè)量的精度及測(cè)量的寬度要求也越來(lái)越高，為了能夠適應(yīng)多種用途，市面上出現(xiàn)了各種類(lèi)型的流量計(jì)，被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)生產(chǎn)過(guò)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(lái)記性居民應(yīng)用水水量的測(cè)量工作了。至于古埃及則是在公元前一千年左右在測(cè)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(guó)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(lái)具體測(cè)量和觀測(cè)整個(gè)都江堰水量的大小。流量測(cè)量是測(cè)量科學(xué)技術(shù)的重要組成部分之一，它與科研、民生及國(guó)防建設(shè)有著密切的關(guān)系。做好流量測(cè)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(lái)越高的今天，流量計(jì)在國(guó)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(lèi)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(lèi)又可分為: 液體流量計(jì)和氣體流量計(jì)。

二、流量測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(kāi)始應(yīng)用新的測(cè)量方法來(lái)對(duì)具體的流量具體測(cè)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(cè)量法具體改革升級(jí)過(guò)來(lái)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(mén)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(lái)。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(méi)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(chǎng)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(cè)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(cè)量) 、智能化屬于紙槳流量測(cè)量技術(shù)的趨勢(shì)。紙槳流量測(cè)量技術(shù)借助于由激光到核磁共振，由電磁場(chǎng)到超聲波，經(jīng)過(guò)越來(lái)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(cè)量精度逐漸提高的要求。并且，對(duì)于各種信息的分析手段以及地方理方法逐漸變多，從原來(lái)的地方理被測(cè)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(cè)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(cè)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(guó)國(guó)內(nèi)當(dāng)中，很多類(lèi)似于可導(dǎo)電的流體和炫富液體的測(cè)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(cè)量計(jì)的測(cè)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(lái)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(cè)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(lái)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(cè)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(guò)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(cè)者的農(nóng)度傳感器，和被觀測(cè)對(duì)象的紙槳具備相對(duì)性的運(yùn)動(dòng)，并且相對(duì)紙漿流速與紙槳的流量成正比例關(guān)系，那么對(duì)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(yǔ)
上海自動(dòng)化儀表提出的紙漿流量測(cè)量方法大大降低了硬件成本，通過(guò)濃度計(jì)即可測(cè)得。符合市場(chǎng)要求，具有較大的發(fā)展前景。