金屬轉(zhuǎn)子流量計葉片表面水泥清洗方法研究

金屬轉(zhuǎn)子流量計作為面積式流量計的一種，上海自儀公司具有簡單、直觀、對介質(zhì)條件要求低等特點，使其在高溫高壓、強腐蝕介質(zhì)等惡劣流量測量環(huán)境下被廣泛使用，因此對流量計的維護保養(yǎng)成為保證測量數(shù)據(jù)客觀準確的重要手段。尤其是金屬轉(zhuǎn)子表面附著物直接影響了測量精度，對金屬轉(zhuǎn)子的清洗成為流量計維護保養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。本文著重討論等金屬流量計葉片清洗方法及等離子清洗技術清洗轉(zhuǎn)子葉片的可操作性。

金屬轉(zhuǎn)子流量計的使用較為廣泛，在易燃、易爆、高溫、高壓和強腐蝕介質(zhì)環(huán)境中都可使用。由于測量檢測環(huán)境惡劣，為保證測量精度，流量計在投用前準備、使用中的維護和停用后需進行清洗保養(yǎng)。對轉(zhuǎn)子這種微小精密部件的清洗通常使用化學試劑清洗法及電磁感應法。試劑清洗易產(chǎn)生化學反應效應，電磁感應法則產(chǎn)生電化學現(xiàn)象、極化電勢和觸媒作用，都會影響流量計的測量精度甚至產(chǎn)生二次污染破壞流量計。

等離子清洗是一種全新的高科技技術，利用等離子體轟擊被清洗物表面來達到常規(guī)清洗方法無法達到的效果。等離子清洗在橡膠塑料、汽車、電子、醫(yī)療、紡織纖維乃至航空航天領域已得到廣泛使用。上海自儀公司將結(jié)合等離子清洗的優(yōu)勢特點，討論等離子清洗轉(zhuǎn)子葉片的可行性及技術優(yōu)勢，為維護金屬轉(zhuǎn)子流量計提供安全實用的方式方法。

1 流量計量技術及流量計

能量轉(zhuǎn)換是一切生產(chǎn)過程和科學實驗的基礎，流量和壓力、溫度并列稱為三大檢測參數(shù)。對于已知流體，只要掌握這三個參數(shù)就可通過計算得出其具有的能量，所以在能量轉(zhuǎn)換的測量中必須準確測量這三個參數(shù)。因此流量計和壓力、溫度儀表一樣成為非常重要的應用。

1.1 流量計現(xiàn)狀、分類與常用術語

測量流體流量的儀器為流量計，可測量流量的體積和質(zhì)量。進入新世紀，由于工業(yè)發(fā)展對能量計算的需求急劇增長，促使流量儀表在測量原理逐漸成熟背景下發(fā)展出多種類型穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品。傳統(tǒng)流量計有差壓式流量計、容積式流量計、浮子流量計、葉輪式流量計以及插入式流量計。新型流量計有超聲波流量計、流體振動流量計、科里奧利質(zhì)量流量計、熱式流量計、電磁流量計等。雖然現(xiàn)有流量計種類眾多并各具特點，但是研發(fā)一種適應所有測量需求的流量計依然是業(yè)界追求的目標。流量計常用術語有流量范圍、儀表系數(shù)、流量系數(shù)、壓力損失、線性度、誤差與精度、重復精度。

1.2 轉(zhuǎn)子流量計結(jié)構

轉(zhuǎn)子流量計主要由表頭與主體兩部分組成。

1.3 轉(zhuǎn)子流量計工作原理及誤差特性

轉(zhuǎn)子流量計一部分是由下至上逐漸擴大的錐管，另一部分是錐管中可以上下自由移動的轉(zhuǎn)子。工作中被測流體經(jīng)錐管下端流入沖擊轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的作用力將轉(zhuǎn)子托起升高。同時，被測流體流經(jīng)錐形管壁間的環(huán)形斷面，從上端流出。轉(zhuǎn)子受力處于平衡狀態(tài)停留在某一高度位置與所通過的流量有相對應的關系。所以，通過觀測轉(zhuǎn)子在錐形管中的位置來求得當時的流量值。

流量計基本誤差表示為：

由于實測時V 是未知的，所以常用相對誤差來表示：

V=Nv 式中I 流量計示值；V 實際通過流量計值；N 計量元件旋轉(zhuǎn)次數(shù)；v 每轉(zhuǎn)一周排除流體體積。

2 流量計維護

流量計的維護中對儀器設備元件的清洗是保證其正常工作的重要手段。安全的維護保養(yǎng)工作可保證儀器的測量精度，延長使用壽命，減少對工作、自然環(huán)境污染。

2.1 等離子清洗技術

等離子清洗plasma cleaner 也叫等離子表面處理。等離子體是物質(zhì)的第四態(tài)，不同于物質(zhì)的固液汽三態(tài)，等離子體包括離子、電子、原子、活性基團、激發(fā)態(tài)的核素( 亞穩(wěn)態(tài))、光子等。等離子清洗即是利用這些活性組分來處理清洗物表面，實現(xiàn)清潔、涂覆、改性、光刻膠灰化的目的。其工作原理是在真空腔室中，射頻電源在壓力下起輝產(chǎn)生無序的高能量等離子體轟擊被清洗物體表面。清洗結(jié)構由控制單元、真空腔及真空泵組成。其中控制電源頻率有40KHz、13.56MHz、2.45GHz 三種，系統(tǒng)控制有半自動控制、電腦控制、PLC 控制。真空腔由不銹鋼及石英腔兩種材質(zhì)，真空泵也分干泵和油泵兩種。

2.2 等離子清洗技術優(yōu)勢

⑴經(jīng)等離子清洗后被清洗物是干燥的，無需像其它清洗方法再進行干燥處理，提高效率。

⑵使操作者遠離有害試劑的危害，降低對環(huán)境的污染。

⑶避免濕法清洗的直接接觸使微小精密部件破損變形。

⑷等離子體的無序性使它可以深入清洗微細孔眼及凹陷部位，對清洗物形狀沒有要求且清洗效果優(yōu)于試劑清洗。

⑸工藝流程短，只有幾分鐘，極大提高效率。

⑹工作真空條件約100Pa，容易達到要求，設備成本低性價比高于有機溶劑洗發(fā)。

⑺適用材料廣泛，金屬、半導體、氧化物、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚酰亞胺、聚酯、環(huán)氧樹脂等高聚物都可以適用等離子體處理。

⑻可改善材料表面性能，提高潤濕性和膜粘著力等。

2.3 等離子清洗技術應用

清洗設備產(chǎn)生的等離子體在真空環(huán)境下的活性能量幾乎破壞所有的化學鍵，在所有暴露表面引起化學反應。清洗過程中，無機氣體被激發(fā)為等離子態(tài)，氣相物質(zhì)吸附在固體表面，被吸附基團與固體表面分子解析形成氣相，反應殘余物脫離表面。

實驗中，金屬轉(zhuǎn)子葉片上的水、泥附著物徹底得到清除，去除表面難揮發(fā)油污，提高了表面活性。通過測量，轉(zhuǎn)子的重量、顯微形狀、表面平整度都沒有明顯變化。使用效果全方位優(yōu)于試劑清洗法。

3 結(jié)語

等離子清洗技術在橡膠行業(yè)應用也非常成熟，實驗中借鑒其它行業(yè)領域的應用經(jīng)驗，解決了清洗金屬轉(zhuǎn)子體積小、形狀特殊、易腐蝕變形等難題。使清洗轉(zhuǎn)子葉片達到高效、簡單、安全的目的。使離子清洗技術的應用更加普及并拓寬了范圍。