高精度科氏力質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量原理

一臺(tái)質(zhì)量流量計(jì)的計(jì)量系統(tǒng)包括一臺(tái)傳感器和一臺(tái)用于信號(hào)處熱雖理的變送器。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)，當(dāng)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)以速度V在對(duì)P軸作角速度ω旋轉(zhuǎn)的管道內(nèi)移動(dòng)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2ω勢(shì)棉冷藝擊r，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(dòng)，在質(zhì)點(diǎn)的αt方向上作用著科里奧利力Fc=2ωVm，管道對(duì)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(dòng)時(shí)，任何一段長(zhǎng)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-管道的流通截壓略條對(duì)下面積。

由于存在關(guān)系還施村材道洋標(biāo)解式:mq=ρVA

所以:ΔFc =2ωqmΔx (2)

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

高精度科氏力質(zhì)量流量計(jì)處理器特性

DSP數(shù)字信號(hào)處理器是一個(gè)實(shí)時(shí)處理信號(hào)的微處理器，在科里奧利流量計(jì)里，我們使測(cè)量管在一個(gè)已知的頻率下振動(dòng)，因此任何在此振動(dòng)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(hào)很可能來(lái)源于與附近出桿肥肥少內(nèi)倍動(dòng)力線的耦合。如何在實(shí)際上"過(guò)濾"這些多余的信號(hào)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(hào)上，以及被過(guò)濾后的最終信號(hào)。

與使用時(shí)間常量去阻抑和穩(wěn)定信號(hào)相比，使用數(shù)字信號(hào)處理(DSP)技術(shù)的藥川條頂三主要好處之一，是能夠以一個(gè)被提高了的采樣率去過(guò)濾實(shí)時(shí)信號(hào)，減少了流量計(jì)對(duì)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)間比使用費(fèi)士案筆應(yīng)球八裝模擬信號(hào)處理的傳統(tǒng)變送器快2談令跳取二刑川免影~4倍，更快的響應(yīng)時(shí)間會(huì)提高短批量控制的效率和精煙波河味斗可城確度。

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(cè)量，因?yàn)楦咚贇飧啪?/span>體通過(guò)流量計(jì)會(huì)引起較嚴(yán)重正船的噪聲。通過(guò)高準(zhǔn)Elite系列傳感器，與流量信號(hào)混雜的噪聲被減至最?，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(duì)噪聲的敏感度。采用MVD變送器測(cè)量氣體的結(jié)果在重復(fù)性和精確度上都有著形吃獨(dú)揮寧其當(dāng)判了顯著提高。

DSP技術(shù)提供了一個(gè)"通往處理的窗戶(hù)米"，當(dāng)瀏覽這個(gè)窗戶(hù)時(shí)，首先集中在測(cè)量管振動(dòng)頻率附近的信號(hào)上。實(shí)際上，有意地拋棄了其余的信息，很可能正道例分約辦福客是隱藏在這些"無(wú)用的"數(shù)據(jù)里待舉破牛條川極錯(cuò)聚的信息會(huì)鋪平通往新的診斷技術(shù)的道路。例如，頻譜分析可能會(huì)引導(dǎo)我們?nèi)〉迷趯偃f(wàn)認(rèn)抓材景制圓供訴冷夾雜空氣或團(tuán)狀流動(dòng)流體測(cè)量上的進(jìn)展，流體在測(cè)量管內(nèi)壁的附著也是另一個(gè)有希望被DSP技術(shù)檢測(cè)到的故容也重質(zhì)叫通較制障，頻譜的變化也很可能被用于預(yù)測(cè)傳感器的故障。