高精度科氏力質(zhì)量流量計測量原理

一臺質(zhì)量流量計的計量系統(tǒng)包括一臺傳感器和一臺用于信號處熱雖理的變送器。Rosemount質(zhì)量流量計依據(jù)牛頓第二定律:力=質(zhì)量×加速度(F=ma)，當質(zhì)量為m的質(zhì)點以速度V在對P軸作角速度ω旋轉(zhuǎn)的管道內(nèi)移動時，質(zhì)點受兩個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。由于復合運動，在質(zhì)點的αt方向上作用著科里奧利力Fc=2ωVm，管道對質(zhì)點作用著一個反向力-Fc=-2ωVm。

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

式中，A-管道的流通截壓略條對下面積。

由于存在關(guān)系還施村材道洋標解式: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。

高精度科氏力質(zhì)量流量計處理器特性

DSP數(shù)字信號處理器是一個實時處理信號的微處理器，在科里奧利流量計里，我們使測量管在一個已知的頻率下振動，因此任何在此振動頻率范圍之外的頻率都是"噪聲"，需要除掉它們以準確地確定質(zhì)量流量。例如，一個50Hz或60Hz的信號很可能來源于與附近出桿肥肥少內(nèi)倍動力線的耦合。如何在實際上"過濾"這些多余的信號則需要一些更多的在那時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，以及被過濾后的最終信號。

與使用時間常量去阻抑和穩(wěn)定信號相比，使用數(shù)字信號處理(DSP)技術(shù)的藥川條頂三主要好處之一，是能夠以一個被提高了的采樣率去過濾實時信號，減少了流量計對流量的階躍變化的響應(yīng)時間。使用多參數(shù)數(shù)字(MVD)變送器的響應(yīng)時間比使用費士案筆應(yīng)球八裝模擬信號處理的傳統(tǒng)變送器快2談令跳取二刑川免影~4倍，更快的響應(yīng)時間會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)另一個頗有價值且更富有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用實例是氣體測量，因為高速氣概就體通過流量計會引起較嚴重正船的噪聲。通過高準Elite系列傳感器，與流量信號混雜的噪聲被減至最?，F(xiàn)在DSP技術(shù)能更好地濾波，并進一步減小了質(zhì)量流量計對噪聲的敏感度。采用MVD變送器測量氣體的結(jié)果在重復性和精確度上都有著形吃獨揮寧其當判了顯著提高。

DSP技術(shù)提供了一個"通往處理的窗戶米"，當瀏覽這個窗戶時，首先集中在測量管振動頻率附近的信號上。實際上，有意地拋棄了其余的信息，很可能正道例分約辦?？?/span>是隱藏在這些"無用的"數(shù)據(jù)里待舉破牛條川極錯聚的信息會鋪平通往新的診斷技術(shù)的道路。例如，頻譜分析可能會引導我們?nèi)〉迷趯偃f認抓材景制圓供訴冷夾雜空氣或團狀流動流體測量上的進展，流體在測量管內(nèi)壁的附著也是另一個有希望被DSP技術(shù)檢測到的故容也重質(zhì)叫通較制障，頻譜的變化也很可能被用于預測傳感器的故障。