尔王庄管理处智能型示流器的研制

张宏宇，刘文鹏，高瑞征

（天津市引滦工程尔王庄管理处，天津 宝坻 301802）

尔王庄暗渠泵站始建于1983年，担负着向市区供水的重任。泵站机组采用水冷却及水润滑方式，冷却水及润滑水的正常工作是机组安全运行必不可少的条件之一，目前使用的示流器主要有机械和电器两部分构成，两者之间靠橡胶环密封。工作原理如下：机组工作时打开进水阀门，有压水流冲击机械板转动，然后带动可移动的磁铁旋转，当机械板在全开位置时，磁铁吸合电器部分干簧管的常开接点，从而使电路形成导路，发出冷却水正常信号。

1 工程存在问题

1.1 机械板不能打开

机械板是靠水压打开的，暗渠泵站上层水压只有在大于0.05MPa时，才能打开；用水高峰时，水压力往往低于0.05 MPa，这样机械板就不能正常打开，进而使电路断开，发出冷却水中断信号。

1.2 示流器漏水

机械板是用橡胶做成，俗成“手套”。在长期开合过程中，橡胶老化出现裂痕，电气部分和机械部分的隔离遭到破坏，大量水从示流器流出，造成电路故障，发出冷却水中断信号。

1.3 电路故障

电路的形成是靠磁铁吸合干簧管来完成的，而干簧管的内部触电，有时会烧死或烧断，这样即使在机组停机或冷却水正常的情况下，也会发出错误信号。

机组一旦出现上述现象就必须停机检修，这样在输水繁忙的季节往往就不能保证用水需求，泵站的安全运行就得不到保证。为了解决这一难题，我们研制出了一种适应0.05MPa的智能示流器。

2 涡轮流量传感器的主要特点和技术

涡轮流量传感器采用脉冲输出，精确度高、反应灵敏、测量范围宽、结构简单、安装方便。涡轮流量传感器与接收电脉冲信号的流量计算仪组成智能示流器，用来测量封闭管道中低黏度流体的体积流量。传感器由涡轮本体积前置放大器组成，传感器的工作基于力矩平衡原理，当流体流经传感器时，推动叶轮转动，在一定流量范围内，动力矩和阻力矩平衡，叶轮转速保持一定，叶轮上均匀分布的叶片随叶轮转动，从而周期性地改变检测器磁场的磁阻，检测器产生电脉冲信号，经前置放大器放大后输出。输出电脉冲数与叶轮转速成正比，叶轮转速与流量成正比，所以输出电脉冲数与流过传感器的流量成正比。

3 智能型示流器的工作原理

智能型示流器由涡轮流量计、传感器、智能显示控制仪表3部分组成。当机组冷却水打开后，涡轮由于水流作用转动涡轮流量计开始工作，感应到传感器上，传感器发出脉冲信号到中控室智能仪表上，智能仪表通过计算显示冷却水流量，仪表检测系统检测流量值达到设定值时，输出信号传给冷却水继电器，使其闭合，同时输出4～20mA信号给计算机。

4 系统组成及特点

4.1 智能型示流器的结构

智能型示流器为防止锈蚀采用全不锈钢结构，外观采用圆柱型，与管路连接方便。

4.2 智能型示流器的特点

（1）实时准确显示流量值；

（2）具有4～12mA输出，可与计算机联接；

（3）高灵敏度，在管道流速很小时，仍能平稳工作；

（4）安装简便，造价低廉。

5 结语

智能型示流器已成功应用于尔王庄暗渠泵站，实践证明，该智能示流器具有自动巡回检测16路/定点检测，某路液体输入阻抗大于6kΩ，输入信号频率20～8000Hz，测量精度优于±0.5%，流量显示允许误差±0.1L/min，工作电源AC220V±20%/50Hz，超声光报警及连锁控制信号输出等功能。运行中未出现动作卡死或因压力不足导致的无法工作等故障，解决了运行中的难题，确保了安全输水，为天津的经济发展做出了贡献。

［1］陈慈萱，潘文霞，等.电工学与电气设备［M］.北京：中国水利水电出版社，2008.

［2］陶有抗.电工与电气设备［M］.北京：中国水利水电出版社，2008.

［3］孟立凡，蓝金辉.传感器原理与应用［M］.北京：电子工业出版社，2007.

［4］周玉坤.电路［M］.北京：电子工业出版社，2008.

［5］刘家春，杨鹏志.水泵运行原理与泵站管理［M］.北京：中国水利水电出版社，2009.

［6］谷峡.水泵与水泵站［M］.北京：中国建筑工业出版社，2005.

［7］仇宝云.大中型水泵装置理论与关键技术［M］.北京：中国水利水电出版社，2005.

［8］李亚峰，尹士军.水泵及泵站设计计算［M］.北京：化学工业出版社，2007.

［9］常慧玲，赵金平.传感器与自动检测［M］.北京：电子工业出版社，2009.

［10］王建辉，顾树生.自动控制原理［M］.北京：清华大学出版社，2007.