橫河科里奧利質(zhì)量流量計(jì)是一種基于科里奧利力原理直接測(cè)量流體質(zhì)量流量的設(shè)備，并能同步推算出流體密度，同時(shí)內(nèi)置溫度傳感器監(jiān)測(cè)流體溫度。其多參數(shù)測(cè)量能力源于其物理原理、精密機(jī)械結(jié)構(gòu)和實(shí)時(shí)信號(hào)處理技術(shù)的結(jié)合。 一、質(zhì)量流量的直接測(cè)量原理
質(zhì)量流量的測(cè)量是核心功能。傳感器核心通常由一根或多根振動(dòng)測(cè)量管構(gòu)成。在驅(qū)動(dòng)線圈作用下，測(cè)量管在其自然共振頻率附近以固定幅度持續(xù)振動(dòng)。當(dāng)流體流經(jīng)振動(dòng)的測(cè)量管時(shí)，會(huì)產(chǎn)生科里奧利力。該力的大小與流體的質(zhì)量流量成正比，方向垂直于流體的流動(dòng)方向和測(cè)量管的振動(dòng)方向。
由于科里奧利力的作用，原本對(duì)稱的振動(dòng)測(cè)量管會(huì)發(fā)生微小的形變，表現(xiàn)為進(jìn)口段與出口段在振動(dòng)相位上出現(xiàn)時(shí)間差。在測(cè)量管的兩端安裝有精密的電磁或光學(xué)檢測(cè)傳感器，它們能連續(xù)檢測(cè)測(cè)量管振動(dòng)的位移或速度。這兩個(gè)傳感器檢測(cè)到的振動(dòng)信號(hào)之間存在一個(gè)與質(zhì)量流量直接相關(guān)的相位差。信號(hào)變送器實(shí)時(shí)采集這兩個(gè)信號(hào)，通過精確計(jì)算該相位差，并基于儀表出廠前標(biāo)定的比例常數(shù)，即可直接、實(shí)時(shí)地計(jì)算出流體的質(zhì)量流量。此測(cè)量原理與流體的壓力、粘度、密度及流動(dòng)狀態(tài)無關(guān)。
二、流體密度的同步推導(dǎo)
密度的測(cè)量基于測(cè)量管振動(dòng)特性與管內(nèi)流體質(zhì)量的關(guān)系。測(cè)量管及其內(nèi)部流體的總質(zhì)量決定了其振動(dòng)的自然頻率。當(dāng)測(cè)量管的結(jié)構(gòu)固定后，其振動(dòng)頻率僅隨管內(nèi)流體質(zhì)量的變化而變化。流體密度增加，總質(zhì)量增加，測(cè)量管的振動(dòng)頻率隨之降低；反之，流體密度減小，振動(dòng)頻率升高。
橫河科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的信號(hào)變送器持續(xù)、精確地測(cè)量并跟蹤測(cè)量管系統(tǒng)的實(shí)際振動(dòng)頻率。通過將該實(shí)時(shí)測(cè)量頻率與出廠前在已知密度流體下標(biāo)定的參考頻率進(jìn)行比對(duì)與計(jì)算，變送器即可根據(jù)預(yù)先建立的數(shù)學(xué)模型，同步、連續(xù)地推導(dǎo)出流體的實(shí)時(shí)密度值。
三、流體溫度的監(jiān)測(cè)
溫度的測(cè)量通常通過直接接觸流體的方式實(shí)現(xiàn)。在流量計(jì)傳感器本體上，集成安裝了溫度傳感元件。該元件直接接觸或緊密熱耦連接到流經(jīng)測(cè)量管的流體，能夠感知流體的實(shí)時(shí)溫度。溫度傳感器產(chǎn)生的電信號(hào)被傳輸至變送器，經(jīng)過處理轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的溫度讀數(shù)。
測(cè)得溫度值不僅作為獨(dú)立的過程參數(shù)輸出，而且對(duì)質(zhì)量流量和密度的精確計(jì)算具有補(bǔ)償作用。因?yàn)闇y(cè)量管的材料彈性模量會(huì)隨溫度變化而發(fā)生微小改變，從而影響振動(dòng)特性。變送器利用實(shí)時(shí)測(cè)得的溫度值，對(duì)質(zhì)量流量和密度的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償修正，以消除溫度變化帶來的測(cè)量偏差，確保全溫度范圍內(nèi)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
四、信號(hào)處理與多參數(shù)輸出
變送器是數(shù)據(jù)處理的核心。它持續(xù)接收來自振動(dòng)檢測(cè)傳感器和溫度傳感器的原始信號(hào)，運(yùn)用高速數(shù)字信號(hào)處理器進(jìn)行計(jì)算。這些計(jì)算包括：從振動(dòng)信號(hào)中提取相位差并換算為質(zhì)量流量，分析振動(dòng)頻率并推算出密度，讀取溫度傳感器信號(hào)并進(jìn)行線性化處理。變送器將這些計(jì)算后的數(shù)據(jù)通過標(biāo)準(zhǔn)的模擬或數(shù)字通信協(xié)議同步輸出。
橫河科里奧利質(zhì)量流量計(jì)通過測(cè)量因流體流動(dòng)引起的振動(dòng)管相位差直接獲得質(zhì)量流量，通過監(jiān)測(cè)同一振動(dòng)管的頻率變化推導(dǎo)出流體密度，并通過集成的溫度傳感器直接測(cè)量流體溫度。變送器對(duì)這三組原始信號(hào)進(jìn)行同步采集、實(shí)時(shí)計(jì)算與相互補(bǔ)償，同時(shí)輸出精確、穩(wěn)定的質(zhì)量流量、密度和溫度三個(gè)獨(dú)立的過程參數(shù)。
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