目前，生物、制藥和食品等行業(yè)對琉璃流量的測量通常采用浮子流量流量計、孔板流量計、V錐流量計、渦街流量計、電磁流量計和科氏力流量計等流量裝置。但基于衛(wèi)生型行業(yè)的特殊要求，這些流量裝置在應(yīng)用中存在一定的局限性，或不能滿足衛(wèi)生級需求或應(yīng)用成本過高。衛(wèi)生型多參數(shù)質(zhì)量流量變送器是利用流體通過節(jié)流件形成壓差的工作原理實現(xiàn)測量，其管道和殼體均采用316L不銹鋼材質(zhì)，內(nèi)外拋光處理，并且內(nèi)部節(jié)流裝置采用無死角設(shè)計，從而極大地降低了微生物滋生的風險，達到GMP標準的衛(wèi)生級要求，可廣泛應(yīng)用于生物、制藥和食品等行業(yè)。
衛(wèi)生型多參數(shù)質(zhì)量流量變送器工作原理和結(jié)構(gòu)
如圖所示，衛(wèi)生型多參數(shù)質(zhì)量流量變送器左側(cè)部分為衛(wèi)生級不銹鋼殼體，右側(cè)部分為電子部件腔體。不銹鋼殼體為一個直通式管道，內(nèi)部采用無縫隙和無死角設(shè)計。直通式管道內(nèi)部表面經(jīng)過衛(wèi)生級拋光處理。在直通式管道內(nèi)設(shè)置一個差壓傳感器膜盒，從而形成節(jié)流裝置，將差壓傳感器膜盒的正側(cè)面面向流體的流動方向，差壓傳感器膜盒的負側(cè)面平行于流體的流動方向。當流體流經(jīng)這個直通式管道式時，由于管道內(nèi)部差壓傳感器膜盒的節(jié)流效應(yīng)，使得差壓傳感器膜盒的正負側(cè)形成壓力差。而差壓傳感器膜盒內(nèi)部設(shè)置有瑞士ROCKSENSOR差壓測量芯片、靜壓測量芯片和溫 度測量芯片，使其能夠測量獲得差壓傳感器膜盒正負側(cè)的壓差信號、管道的靜壓信號和流體的溫度信號。
衛(wèi)生型多參數(shù)質(zhì)量流量變送器工作原理是當流體流經(jīng)節(jié)流裝置時，節(jié)流裝置內(nèi)部的差壓傳感器前后產(chǎn)生壓力差(P1-P2)，該壓力差與流量存在著一定的函數(shù)關(guān)系，流量越大，壓力差就越大。經(jīng)設(shè)置在電子部件腔體內(nèi)的信號采集處理器經(jīng)運算后將此壓力差信號轉(zhuǎn)換成瞬時流量信號后以4-20mA的標準信號輸出，并在顯示模塊上顯示瞬時流量值；同樣，差壓傳感器膜盒內(nèi)部的靜壓測量芯片和溫度測量芯片，使其能夠測量獲得管道內(nèi)流體的壓力和溫度信號，經(jīng)設(shè)置在電子部件腔體內(nèi)的信號采集處理器經(jīng)運算后將管道壓力和流體溫度以4-20mA的標準信號分別輸出，并在顯示模塊上顯示管道壓力值和溫度值。最終實現(xiàn)“安裝一臺差壓式流量計同時獲得流量、壓力和溫度三種信號”的目的。
而電子部件腔體內(nèi)的信號采集處理器將獲得的瞬時流量信號經(jīng)流量積算儀計算后，實現(xiàn)流體流量的累計計量，并在顯示模塊上顯示。除了瞬時流量和累計流量的輸出外，其差壓傳感器內(nèi)部還集成了壓力傳感器和溫度傳感器，因此還可以輸出管道壓力和液體溫度信號。
衛(wèi)生型多參數(shù)質(zhì)量流量變送器性能
1、瑞士RKS原創(chuàng)，中心傳感單元采用DP傳感器進行流量測量
2、全不銹鋼體，衛(wèi)生無死角設(shè)計
3、可附帶溫度、壓力等多參量輸出
4、國際通行的多標準過程連接選項可供選擇
5、優(yōu)異的電磁防護性能
6、人性化非接觸式的數(shù)顯操作面板，無須開蓋
衛(wèi)生型多參數(shù)質(zhì)量流量變送器技術(shù)參數(shù)
1、參考精度
◆流量：±0.3%/±0.5/±1%三種
◆壓力：±0.5%
◆溫度：±0.3%
2、穩(wěn)定性：參考精度×Span/3年
3、輸出：4-20mA，可加載485通訊或HART數(shù)字通訊
4、輸出信號極限：I(min)=3.9mA，I(max)=20.5mA
5、電氣連接：M16×1.5防水航空插座，接線端子適用于0.5-2.5mm2
6、量程
◆選型代碼1：0-0.1~1t/h；
◆選型代碼2：0-0.2~1t/h；
◆選型代碼3：0-0.3~1t/h；
◆選型代碼5：0-0.5~1t/h；
◆選型代碼7：0-0.7~1t/h
◆選型代碼A：0-1~10t/h
◆選型代碼B：0-1.5~15t/h
◆選型代碼C：0-2~20t/h
◆選型代碼D：0-3~30t/h
◆選型代碼E：0-4~40t/h
衛(wèi)生型多參數(shù)質(zhì)量流量變送器的補償與標定
1、衛(wèi)生型多參數(shù)質(zhì)量流量變送器的溫度補償
常規(guī)流量計在使用過程中，都會受環(huán)境和介質(zhì)溫度的影響，流量計輸出信號會產(chǎn)生明顯波動。鑒于這些原因，在衛(wèi)生型多參數(shù)質(zhì)量流量變送器檢測元件(傳感器膜盒)的生產(chǎn)過程中，昌暉儀表按照-20℃~85℃溫度段補償。在-20℃~85℃溫度段內(nèi)平均分為5個溫度點，每個溫度點上再加不同的壓力差(△P)進行調(diào)校。通過這種寬溫度段多壓力點的補償方法，衛(wèi)生型多參數(shù)質(zhì)量流量變送器受溫度的影響明顯大幅度減小。下面是從實驗報告中摘錄的一組編 號YR0201#傳感器(△P量程0-6kPa)溫度補償前后的實驗數(shù)據(jù)，測試結(jié)果如下表所示。
衛(wèi)生型多參數(shù)質(zhì)量流量變送器的標定
衛(wèi)生型多參數(shù)質(zhì)量流量變送器采用標準表法分段標定。標準表選用0.3級高精度的電磁流量計，流置計和它串聯(lián)在同一密閉管道中。兩臺流量計都裝有流量計數(shù)器，以便所有數(shù)據(jù)能夠同步采集。
衛(wèi)生型多參數(shù)質(zhì)量流量變送器行業(yè)應(yīng)用優(yōu)點
在制藥或食品行業(yè)測量有衛(wèi)生型需求的水等流體時，大多數(shù)企業(yè)采用浮子流量計、渦輪流量計、孔板流量計、渦街流量計和科氏力流量計等流量裝置。但是以上流量計由于本身結(jié)構(gòu)或者使用成本等諸多的限制，都有許多 不足之處。昌暉儀表就以下幾個典型的流量計在制藥或食品行業(yè)對純水的測量為例，進行剖析。
◆浮子流量計
浮子流量計的結(jié)構(gòu)與原理：浮子流量計的主要測量元件為一根小端向下，大端向上的垂直安裝的錐形玻璃管及其在內(nèi)可以上下移動的浮子。流體自下而上流經(jīng)錐形管時被浮子節(jié)流，而此時浮子的上下游之間產(chǎn)生壓力差， 浮子在此差壓作用下上升。當浮子所受差壓力、重力、浮力及粘性力的合力為零時，浮子處于平衡位置。因此，流體流量與浮子的上升高度，即與流量計的流通面積之間存在一定的比例關(guān)系。
浮子流量計測量純水的優(yōu)缺點：結(jié)構(gòu)簡單，成本較低；但對流體的測量精度較低，只能達到1.0級；測量元件浮子在移動時易與管壁摩擦, 間隙，易滋生細菌，不適合測量純水流量。
◆孔板流量計
孔板流量計的結(jié)構(gòu)與原理：孔板流量計包括節(jié)流件、測量管和引壓管(高壓、低壓端)。當流體通過節(jié)流件附近造成局部收縮，流速增加，在其上、下游兩側(cè)產(chǎn)生靜壓力差。該壓力差和流體流速成正比，即可得出流速和流量。
孔板流量計測量純水的優(yōu)缺點：結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，但對流體的測量精度低，測量元件(節(jié)流件)與測量管之間有死角隙，易滋生細菌，不適合測量純水流量。
◆渦街流量計
渦街流量計的結(jié)構(gòu)與原理：渦街流量計主要測量單元是由測量導(dǎo)管和漩渦發(fā)生體以及檢測探頭組成。測量管中垂直插入一個柱狀漩渦發(fā)生體時，流體通過柱狀漩渦發(fā)生體兩側(cè)就交替地產(chǎn)生有規(guī)則的漩渦，檢測探頭來檢測漩渦的釋放頻率f，f與流體的流動速度v成正比，由此通過測量漩渦釋放頻率就可算出瞬時流量和體積流量。
渦街流量計測量純水的缺點：對流體的測量精度低，能達到1.0級；測量元件(旋渦發(fā)生體和檢測探頭)與測量管之間有安裝間隙，易滋生細菌，不適合測量純水流量。
◆渦輪流量計
渦輪流量計的結(jié)構(gòu)與原理：渦輪流量計的測量元件主要由葉輪、軸承和管道組成；當流體通過導(dǎo)管推動葉輪旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)的角速度與流體流速成正比，通過角速度就可以算出流體的流速和流量值。
渦輪流量計測量純水的缺點：對流體的測量精度高；但測量元件(葉輪)易磨損，易滋生細菌，不適合測量純水流量，造價成本高。
◆科氏力流量計
科氏力流量計的結(jié)構(gòu)與原理：科氏力流量計結(jié)構(gòu)有多種形式，一般由振動管與轉(zhuǎn)換器組成。其利用流體在振動管中流動而產(chǎn)生與流量成正比的科氏力的原理來直接測量流量。
◆科氏力流量計測量純水的優(yōu)缺點：對流體的測量精度高；測量管道光潔，便于清洗，不易滋生細菌，較適合測量純水。但是使用成本太高，占用空間大。
由以上分析可以看出，這些流量計對衛(wèi)生型需求的水的測量方面都存在著缺陷，而衛(wèi)生型多參數(shù)質(zhì)量流量變送器的出現(xiàn)，在一定程度上可以消除這些不足之處。其優(yōu)點包括：結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，占用空間小，測量精度高：測量管道內(nèi)部拋光無死角設(shè)計，避免了細菌滋生，完全達到了GMP標準衛(wèi)生級要求，用戶的使用成本適中。
衛(wèi)生型多參數(shù)質(zhì)量流量變送器可同時顯示和輸出流量、壓力和溫度三種參量，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便, 不僅節(jié)省了用戶的應(yīng)用成本，而且降低了現(xiàn)場對安裝空間的要求。由于具備高性能和低成本的優(yōu)勢，衛(wèi)生型多參數(shù)質(zhì)量流量變送器可以在生物、 制藥、食品和衛(wèi)生等行業(yè)廣泛應(yīng)用。
