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一、液壓油質(zhì)量流量計(jì)產(chǎn)品介紹

HKC系列液壓油質(zhì)量流量計(jì)是根據(jù)科里奧利（Coriolis Force）原理，實(shí)現(xiàn)流體質(zhì)量流量的直接精密測量，而無需任何壓力、溫度、粘度、密度等換算或修正。其結(jié)構(gòu)是由傳感器單元和變送器單元兩部分組成。儀表按本質(zhì)安全防爆型的國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)與制造，科里奧利質(zhì)量流量計(jì)能夠直接測量流體的質(zhì)量，具有高精度（0.1%~0.2%），應(yīng)用范圍廣(可測量各種非牛頓流體、各種漿液、懸浮液、高粘度流體等)，安裝要求低等特點(diǎn)（對儀表的前后直管段要求不高），運(yùn)行可靠、穩(wěn)定，維修率低等特點(diǎn)。

二、液壓油質(zhì)量流量計(jì)技術(shù)參數(shù)

適用范圍： 適用于液體、液固質(zhì)量流量的測量

測量管材質(zhì)： 304 或316L不銹鋼

壓力等級： 標(biāo)準(zhǔn)配置見上表，其他高壓可以特殊訂貨。

介質(zhì)溫度： -50℃～+150℃：-50℃～250℃；-50℃～ 350℃

環(huán)境溫度： -20℃～+70℃

流量測量精度： ±0.20% 流量±[(零點(diǎn)穩(wěn)定性/流量值)×100]% 流量（±0.1%為特殊訂貨）

密度測量精度： ±0.002g/ml

重復(fù)性： ±0.10% 流量±[?(零點(diǎn)穩(wěn)定性/流量值)×100]% 流量

輸出信號： 4～20mA 負(fù)載電阻<500Ω （瞬時(shí)流量或密度可選）；0～10kHz 瞬時(shí)流量脈沖信號； 485 通訊信號

傳感器的防爆標(biāo)志：Exib(ib)ⅡBT2- T5

防爆合格證號： CE072066

變送器防爆標(biāo)志： Exd(ib)ibIBT5

防爆合格證號： CE092053

三、液壓油質(zhì)量流量計(jì)測量原理

一臺質(zhì)量流量計(jì)的計(jì)量系統(tǒng)包括一臺傳感器和一臺用于信號處理的變送器。Rosemount質(zhì)量流量計(jì)依據(jù)牛頓第二定律：力=質(zhì)量×加速度（F=ma）

如圖1所示，當(dāng)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)以速度V在對P軸作角速度ω旋轉(zhuǎn)的管道內(nèi)移動時(shí)，質(zhì)點(diǎn)受兩個(gè)分量的加速度及其力：

（1）法向加速度，即向心加速度αr，其量值等于2ωr，朝向P軸；

（2）切向角速度αt，即科里奧利加速度，其值等于2ωV，方向與αr垂直。由于復(fù)合運(yùn)動，在質(zhì)點(diǎn)的αt方向上作用著科里奧利力Fc=2ωVm，管道對質(zhì)點(diǎn)作用著一個(gè)反向力-Fc=-2ωVm。

當(dāng)密度為ρ的流體在旋轉(zhuǎn)管道中以恒定速度V流動時(shí)，任何一段長度Δx的管道將受到一個(gè)切向科里奧利力ΔFc： ΔFc=2ωVρAΔx （1）

式中，A—管道的流通截面積。

由于存在關(guān)系式：mq=ρVA

所以：ΔFc =2ωqmΔx （2）

因此，直接或間接測量在旋轉(zhuǎn)管中流 動流體的科里奧利力就可以測得質(zhì)量流量。

傳感器內(nèi)是U型流量管（圖2），在沒有流體流經(jīng)流量管時(shí)，流量管由安裝在流量管端部的電磁驅(qū)動線圈驅(qū)動，其振幅小于1mm，頻率約為80Hz，流體流入流量管時(shí)被強(qiáng)制接受流量管的上下垂直運(yùn)動。在流量管向上振動的半個(gè)周期內(nèi)，流體反抗管子向上運(yùn)動而對流量管施加一個(gè)向下的力；反之，流出流量管的流體對流量管施加一個(gè)向上的力以反抗管子向下運(yùn)動而使其垂直動量減少。這便導(dǎo)致流量管產(chǎn)生扭曲，在振動的另外半個(gè)周期，流量管向下振動，扭曲方向則相反，這一扭曲現(xiàn)象被稱之為科里奧利(Coriolis)現(xiàn)象，即科氏力。

根據(jù)牛頓第二定律，流量管扭曲量的大小*與流經(jīng)流量管的質(zhì)量流量大小成正比，安裝于流量管兩側(cè)的電磁信號檢測器用于檢測流量管的振動。當(dāng)沒有流體流過流量管時(shí)，流量管不產(chǎn)生扭曲，兩側(cè)電磁信號檢測器的檢測信號是同相位的（圖3）；當(dāng)有流體流經(jīng)流量管時(shí)，流量管產(chǎn)生扭曲，從而導(dǎo)致兩個(gè)檢測信號產(chǎn)生相位差，這一相位差的大小直接正比于流經(jīng)流量管的質(zhì)量流量。

由于這種質(zhì)量流量計(jì)主要依靠流量管的振動來進(jìn)行流量測量，流量管的振動，以及流過管道的流體的沖力產(chǎn)生了科氏力，致使每個(gè)流管產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)量與振動周期內(nèi)流過流管的質(zhì)量流速成正比。由于一個(gè)流管的扭曲滯后于另*管的扭曲，質(zhì)量管上的傳感器輸出信號可通過電路比較，來確定扭曲量。

電路中由時(shí)間差檢測器測量左右檢測信號之間的滯后時(shí)間。這個(gè)“時(shí)間差”ΔT經(jīng)過數(shù)字量測量、處理、濾波以減少噪聲，提高測量分辨率。時(shí)間差乘上流量標(biāo)定系數(shù)來表示質(zhì)量流量。由于溫度影響流管鋼性，科氏力產(chǎn)生的扭曲量也將受溫度影響。被測量的流量不斷由變送器調(diào)整，后者隨時(shí)檢測粘在流管外表上的鉑電阻溫度計(jì)輸出。變送器用一個(gè)三相的電阻溫度計(jì)電橋放大電路來測量傳感器溫度，放大器的輸出電壓轉(zhuǎn)化成頻率，并由計(jì)數(shù)器數(shù)字化后讀入微處理器。

密度測量原理

流量管的一端被固定，而另一端是自由的。這一結(jié)構(gòu)可看做一重物懸掛在彈簧上構(gòu)成的重物/彈簧系統(tǒng)，一旦被施以一運(yùn)動，這一重物/彈簧系統(tǒng)將在它的諧振頻率上振動，這一諧振頻率與重物的質(zhì)量有關(guān)。質(zhì)量流量計(jì)的流量管是通過驅(qū)動線圈和反饋電路在它的諧振頻率上振動，振動管的諧振頻率與振動管的結(jié)構(gòu)、材料及質(zhì)量有關(guān)。振動管的質(zhì)量由兩部分組成：振動管本身的質(zhì)量和振動管中介質(zhì)的質(zhì)量。每一臺傳感器生產(chǎn)好后振動管本身的質(zhì)量就確定了，振動管中介質(zhì)的質(zhì)量是介質(zhì)密度與振動管體積的乘積，而振動管的體積對每種口徑的傳感器來說是固定的，因此振動頻率直接與密度有相應(yīng)的關(guān)系，那么，對于確定結(jié)構(gòu)和材料的傳感器，介質(zhì)的密度可以通過測量流量管的諧振頻率獲得。

利用流量測量的一對信號檢測器可獲得代表諧振頻率的信號，一個(gè)溫度傳感器的信號用于補(bǔ)償溫度變化而引起的流量管鋼性的變化，振動周期的測量是通過測量流量管的振動周期和溫度獲得，介質(zhì)密度的測量利用了密度與流量管振動周期的線性關(guān)系及標(biāo)準(zhǔn)的校定常數(shù)。

科氏質(zhì)量流量傳感器振動管測量密度時(shí)，管道鋼性、幾何結(jié)構(gòu)和流過流體質(zhì)量共同決定了管道裝置的固有頻率，因而由測量的管道頻率可推出流體密度。變送器用一個(gè)高頻時(shí)鐘來測量振動周期的時(shí)間，測量值經(jīng)數(shù)字濾波，對于由操作溫度導(dǎo)致管道鋼性變化，進(jìn)而引起固有頻率的變化進(jìn)行補(bǔ)償后，用傳感器密度標(biāo)定系數(shù)來計(jì)算過程流體密度。

四、信號特性

羅斯蒙特公司的變送器為模塊化并帶有微處理器功能，配合ASICS數(shù)字技術(shù)，可選擇數(shù)字通信協(xié)議。它與傳感器連接使用可獲得高精確度的質(zhì)量流量、密度、溫度和體積流量信號，并將獲得的信號轉(zhuǎn)換為模擬量、頻率等輸出信號，還可使用275型HART協(xié)議通信手操器或AMS、Prolink軟件對其組態(tài)、檢查及通信。

五、SP數(shù)字信號處理器特性

DSP數(shù)字信號處理器是一個(gè)實(shí)時(shí)處理信號的微處理器，在科里奧利流量計(jì)里，我們使測量管在一個(gè)已知的頻率下振動，因此任何在此振動頻率范圍之外的頻率都是“噪聲”，需要除掉它們以準(zhǔn)確地確定質(zhì)量流量。例如，一個(gè)50Hz或60Hz的信號很可能來源于與附近動力線的耦合。如何在實(shí)際上“過濾”這些多余的信號則需要一些更多的在那時(shí)刻所得到的背景信息，圖8表明了噪聲如何出現(xiàn)在原轉(zhuǎn)換器信號上，以及被過濾后的zui終信號。

與使用時(shí)間常量去阻抑和穩(wěn)定信號相比，使用數(shù)字信號處理（DSP）技術(shù)的主要好處之一，是能夠以一個(gè)被提高了的采樣率去過濾實(shí)時(shí)信號，減少了流量計(jì)對流量的階躍變化的響應(yīng)時(shí)間。使用多參數(shù)數(shù)字（MVD）變送器的響應(yīng)時(shí)間比使用模擬信號處理的傳統(tǒng)變送器快2~4倍，更快的響應(yīng)時(shí)間會提高短批量控制的效率和精確度。

DSP技術(shù)另一個(gè)頗有價(jià)值且更富有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用實(shí)例是氣體測量，因?yàn)楦咚贇怏w通過流量計(jì)會引起較嚴(yán)重的噪聲。通過高準(zhǔn)Elite系列傳感器，與流量信號混雜的噪聲被減至zui?，F(xiàn)在DSP技術(shù)能更好地濾波，并進(jìn)一步減小了質(zhì)量流量計(jì)對噪聲的敏感度。采用MVD變送器測量氣體的結(jié)果在重復(fù)性和精確度上都有了顯著提高。

VSE齒輪流量計(jì)型號：

VSE 流量計(jì) VSI 0.2/16 GPO12V 32W15/4 10...28VDC

VSE 流量計(jì) VS1EPO12V

VSE 流量計(jì) VS1GP012V-32N11/4

VSE 齒輪流量計(jì)儀表 FU252 (VSI配套)

VSE 流量計(jì) VS1GPO12V12A11/1-24V

VSE 壓力流量傳感器 VS 0.2 GP012V 32N11/4

VSE 齒輪流量計(jì) VS0.4ER012V-HT/1

VSE 備件 VS 0.02 GPO 12V-10-28V DC

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