卷煙加工過(guò)程在線計(jì)量器具計(jì)量技術(shù)規(guī)范第4部分：流量類計(jì)量器具技術(shù)報(bào)告.概述本項(xiàng)目是國(guó)家煙草專賣(mài)局2024年度下達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)制定項(xiàng)目（國(guó)煙科〔2024〕37號(hào)），合同號(hào)為2024B010。按照項(xiàng)目合同要求，項(xiàng)目擬形成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《卷煙加工過(guò)程在線計(jì)量器具計(jì)量技術(shù)規(guī)范》的第4部分，即：《卷煙加工過(guò)程在線計(jì)量器具計(jì)量技術(shù)規(guī)范第4部分：流量類在線計(jì)量器具》。流量類在線計(jì)量器具廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。流量與溫度、壓力一起并稱為工業(yè)過(guò)程控制的三大要素，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)通過(guò)這些參數(shù)對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視與控制，對(duì)流量進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量和調(diào)節(jié)是提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低資源能源消耗、提高經(jīng)濟(jì)效益、保證生產(chǎn)過(guò)程安全運(yùn)行、實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理的基礎(chǔ)。在卷煙生產(chǎn)加工過(guò)程中，同樣在大量使用流量類在線計(jì)量器具，流量類在線計(jì)量器具測(cè)量結(jié)果與卷煙生產(chǎn)過(guò)程工藝參數(shù)調(diào)控、生產(chǎn)自動(dòng)控制、產(chǎn)品加工質(zhì)量密切相關(guān)。目前，未能全面、系統(tǒng)、規(guī)范地對(duì)流量類在線計(jì)量器具開(kāi)展計(jì)量工作，是目前卷煙加工過(guò)程控制中存在的短板。以制絲工段為例：涉及加料流量、加香精度、蒸汽流量等關(guān)鍵工藝指標(biāo)測(cè)量的流量計(jì)量器具，只有質(zhì)量流量計(jì)等部分流量計(jì)量器具開(kāi)展了定期校準(zhǔn)比對(duì)，其余在線計(jì)量器具基本處于計(jì)量失控狀態(tài)。流量類在線計(jì)量器具計(jì)量工作的缺失將對(duì)卷煙生產(chǎn)加工過(guò)程控制造成不利影響。不全面、不系統(tǒng)、不規(guī)范的計(jì)量會(huì)造成流量類在線計(jì)量器具的測(cè)量結(jié)果置信度存疑，導(dǎo)致現(xiàn)代化生產(chǎn)線部分環(huán)節(jié)無(wú)法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制，仍需憑經(jīng)驗(yàn)運(yùn)行，為工藝管理、質(zhì)量追溯帶來(lái)很大的困難，也與行業(yè)積極推進(jìn)的智能制造、現(xiàn)代化生產(chǎn)、高質(zhì)量發(fā)展的目標(biāo)不相適宜。因此，通過(guò)研究建立卷煙加工過(guò)程流量類在線計(jì)量器具的計(jì)量技術(shù)規(guī)范，解決各企業(yè)流量類在線計(jì)量器具計(jì)量方法依據(jù)不一、技術(shù)手段不足等問(wèn)題，指導(dǎo)促進(jìn)行業(yè)流量類在線計(jì)量器具計(jì)量工作的規(guī)范開(kāi)展，保障流量類在線計(jì)量器具測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確可靠，可為卷煙現(xiàn)代化生產(chǎn)、智能制造提供科學(xué)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，助力行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。按照項(xiàng)目合同要求，本項(xiàng)目主要工作內(nèi)容為：（1）調(diào)研卷煙加工過(guò)程流量類在線計(jì)量器具及國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)資料，梳理分析流量類在線計(jì)量器具的測(cè)量原理、技術(shù)要求及特點(diǎn)，并形成“流量類在線計(jì)量器具一覽表”。（2）針對(duì)不同類型的液體、氣體流量在線計(jì)量器具，分析提出選型配置的計(jì)量特性要求，研究確定量值準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法，主要包括流量類在線計(jì)量器具的計(jì)量性能指標(biāo)、計(jì)量方法及計(jì)量結(jié)果評(píng)價(jià)、期間核查方法及核查結(jié)果評(píng)價(jià)等研究?jī)?nèi)容。（3）篩選關(guān)鍵在線流量計(jì)量器具，分析計(jì)量性能要求及計(jì)量項(xiàng)目，選取或研制相應(yīng)的計(jì)量器具，開(kāi)展試驗(yàn)驗(yàn)證及結(jié)果評(píng)價(jià)，研究確定科學(xué)合理的計(jì)量方法，最終形成《卷煙加工過(guò)程在線計(jì)量器具計(jì)量技術(shù)規(guī)范第4部分：流量類在線計(jì)量器具》標(biāo)準(zhǔn)文本。2.流量類計(jì)量器具調(diào)研情況2.1流量類計(jì)量器具分類及原理作為工業(yè)自動(dòng)化和過(guò)程控制領(lǐng)域的重要儀器，流量類計(jì)量器具（以下簡(jiǎn)稱流量計(jì)）廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，發(fā)揮著關(guān)鍵作用。它們能夠精確測(cè)量液體、氣體或蒸汽在管道中流動(dòng)的速度和量，為生產(chǎn)過(guò)程提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，流量計(jì)不僅幫助提高生產(chǎn)效率，還確保了過(guò)程的穩(wěn)定性、安全性和環(huán)境的可持續(xù)性。流量計(jì)的應(yīng)用不僅僅是單純的流量測(cè)量，它們?cè)谏a(chǎn)過(guò)程中的精確控制、資源管理、能源優(yōu)化等方面也發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。對(duì)于保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高資源利用率和減少能源浪費(fèi)，流量計(jì)都起到了不可替代的作用。根據(jù)測(cè)量原理的不同，流量計(jì)可分為機(jī)械式流量計(jì)和電子式流量計(jì)，如圖1所示。前者包括差壓流量計(jì)、腰輪流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、渦輪流量計(jì)，后者包括科式力流量計(jì)、熱式流量計(jì)、電磁流量計(jì)、渦街流量計(jì)、超聲波流量計(jì)。圖1流量計(jì)分類2.1.1差壓流量計(jì)差壓流量計(jì)是一種利用流體流動(dòng)產(chǎn)生的壓力差來(lái)測(cè)量流量的儀表。其應(yīng)用范圍廣泛，如工業(yè)生產(chǎn)中的流程控制、能源計(jì)量，水處理領(lǐng)域的水資源管理、環(huán)境保護(hù)，科研實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)收集，航空航天中燃料監(jiān)控、環(huán)境控制，暖通空調(diào)的能效管理，食品飲料加工的質(zhì)量控制以及醫(yī)療設(shè)備的精確給藥。隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高和新材料、新工藝的應(yīng)用，差壓流量計(jì)將繼續(xù)發(fā)揮重要作用，為工業(yè)生產(chǎn)提供精準(zhǔn)的流量測(cè)量和控制支持。差壓流量計(jì)的結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要由節(jié)流裝置、導(dǎo)壓管路、差壓計(jì)等部分組成。節(jié)流裝置是差壓流量計(jì)的核心部間，通常安裝在管道，用于產(chǎn)生局部的流體流速變化和相應(yīng)的壓力差。常見(jiàn)的節(jié)流裝置有孔板、噴嘴和文丘里管等。導(dǎo)壓管路用于將節(jié)流裝置前后的壓力信號(hào)引出至差壓變送器或顯示儀表。這些管路需要保持密封，并且要避免過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短，以免影響測(cè)量精度。差壓計(jì)負(fù)責(zé)將流量所產(chǎn)生的壓力差轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，便于后續(xù)的測(cè)量、計(jì)算和顯示。它是將差壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為可讀的輸出信號(hào)（如4-20mA、0-10V等）的核心部分。圖2差壓流量計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖流體介質(zhì)在通過(guò)節(jié)流裝置時(shí)，由于節(jié)流裝置的開(kāi)孔直徑要比管道內(nèi)徑小很多，導(dǎo)致其被節(jié)流裝置壓縮，所以流體介質(zhì)會(huì)被加速。流體介質(zhì)速度的增加又會(huì)導(dǎo)致其動(dòng)能相應(yīng)地增加。而動(dòng)能的增加即來(lái)源于流體介質(zhì)的壓力能轉(zhuǎn)換而來(lái)，按照能量守恒定律可以知道，流體介質(zhì)在被加速處的靜壓力會(huì)降低相應(yīng)的數(shù)值，從而可以檢測(cè)到對(duì)應(yīng)的差壓信號(hào)。然后根據(jù)差壓信號(hào)、流體介質(zhì)的類型和管道的工作尺寸等因素來(lái)計(jì)算流量。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)，由于流動(dòng)截面積的減小，流速會(huì)增加，根據(jù)伯努利方程，此時(shí)流體的靜壓力會(huì)降低。這種靜壓力的降低會(huì)在節(jié)流裝置前后產(chǎn)生一個(gè)壓力差（或稱節(jié)流式流量計(jì)），這個(gè)壓力差與流體的流量之間存在一定的關(guān)系。通過(guò)測(cè)量這個(gè)壓力差，并結(jié)合流體的性質(zhì)、節(jié)流裝置的幾何尺寸以及管道的工作條件，就可以計(jì)算出流體的流量。圖3差壓流量計(jì)工作原理如圖3所示，管道左邊橫截面的截面積為A1，流體流經(jīng)左側(cè)截面時(shí)平均流速為V1，密度為ρ1；管道右邊橫截面的截面積為A2，當(dāng)流體流經(jīng)右側(cè)截面時(shí)，流體的平均流速變化為V2，密度為ρ2。根據(jù)流體介質(zhì)的流動(dòng)連續(xù)性原理可知，V1A1ρ1=V2A2ρ2（1）當(dāng)流體為液體介質(zhì)時(shí)，其密度保持不變，ρ1=ρ2。因此，流體介質(zhì)的體積流量qvqv=V1A1=V2A2（2）根據(jù)伯努利方程，流體介質(zhì)在水平管道上能量守恒Z1=Z2，可知p1+ρ1V122=p由公式（1）可得差壓：Δp=p1-p2=ρ12(V22-代入公式（1）公式（2）可得：Δp=ρ12[1-(A2A1)其中，A1=ΠD24，A2=ΠDd24（D為管道內(nèi)徑，d為流量計(jì)開(kāi)孔直徑，直徑比Δp=ρ12（1-β4）qv2A2qv=11-β4Π又由流出系數(shù)C=實(shí)際流量理論流量，代入流量方程式qv=Cε1-β4其中，ε為被測(cè)流體的可膨脹性系數(shù)，是為了補(bǔ)償流體密度變化而引入的修正系數(shù)。一般來(lái)說(shuō)，液體為不可壓縮流體，ε=1；氣體為可壓縮流體，ε＜1。qv為流體的體積流量（m3/s），ρ1為工況條件下節(jié)流裝置的等效開(kāi)孔直徑（m），Δp為壓差，Δp=p1-p2（Pa2.1.2腰輪流量計(jì)腰輪流量計(jì)是一種用于測(cè)量液體或氣體流量的容積式流量計(jì)，廣泛應(yīng)用于石油化工行業(yè)的油品計(jì)量和化工原料輸送，能源行業(yè)的天然氣計(jì)量及蒸汽測(cè)量，水處理行業(yè)的供水系統(tǒng)和污水處理，食品飲料加工行業(yè)的原料計(jì)量和成品包裝，制藥行業(yè)的藥液配置和工藝過(guò)程監(jiān)控，航空航天領(lǐng)域的燃料監(jiān)控和環(huán)境控制，暖通空調(diào)行業(yè)的能效管理和環(huán)境調(diào)節(jié)。腰輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)如圖4所示，由腰輪、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)齒輪、外殼及計(jì)量室組成。計(jì)量室是腰輪流量計(jì)的核心部分，通常由鋁合金或不銹鋼材質(zhì)制成。在腔體內(nèi)，流體通過(guò)并驅(qū)動(dòng)內(nèi)的齒輪或腰輪旋轉(zhuǎn)，從而與流量成正比。計(jì)量腔內(nèi)的容積相對(duì)固定，因此流體流過(guò)時(shí)，流體的體積就與齒輪或腰輪的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)相關(guān)。腰輪是計(jì)量腔內(nèi)部的一個(gè)重要零部件，通常有兩個(gè)互相嚙合的齒輪或彎曲的腰輪。流體通過(guò)計(jì)量腔時(shí)，推動(dòng)腰輪或齒輪旋轉(zhuǎn)。每當(dāng)輪齒轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)周期，流體的某個(gè)體積就通過(guò)了流量計(jì)，這個(gè)過(guò)程與流量直接成比例。轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接腰輪或齒輪，并通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)計(jì)量裝置。它用于傳遞旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，并與其他部件如計(jì)數(shù)器、電子傳感器等配合工作。流體通過(guò)腰輪流量計(jì)時(shí)，會(huì)在進(jìn)出口之間產(chǎn)生一定的壓力差。這個(gè)壓力差是由于流體在管道中的流動(dòng)受到阻礙而產(chǎn)生的，它與流體的流速、密度以及管道的幾何形狀等因素有關(guān)。在腰輪流量計(jì)中，有兩個(gè)互相緊密“咬合”的腰輪，它們?cè)趦x表殼體內(nèi)的計(jì)量室內(nèi)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)流體進(jìn)入計(jì)量室時(shí)，由于腰輪的特殊設(shè)計(jì)和排列方式，它會(huì)推動(dòng)腰輪旋轉(zhuǎn)。隨著腰輪的旋轉(zhuǎn)，流體被不斷地從入口推向出口。在這個(gè)過(guò)程中，每旋轉(zhuǎn)一圈，腰輪就會(huì)排出一定體積的流體。在該時(shí)間內(nèi)流過(guò)流量計(jì)的流體體積V可以表示為：V=N×v（9）其中，N是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)，可以通過(guò)機(jī)械計(jì)數(shù)器或電子傳感器來(lái)測(cè)量；v是每個(gè)計(jì)量室的固定體積，由流量計(jì)的設(shè)計(jì)和制造決定。通過(guò)測(cè)量腰輪的旋轉(zhuǎn)次數(shù)和知道每個(gè)計(jì)量室的體積，就可以準(zhǔn)確地計(jì)算出通過(guò)腰輪流量計(jì)的流體體積圖4腰輪流量計(jì)結(jié)構(gòu)圖1：腰輪；2：轉(zhuǎn)動(dòng)軸；3：驅(qū)動(dòng)齒輪；4：外殼；5：計(jì)量室2.1.3轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)又稱浮子流量計(jì)，轉(zhuǎn)子流量計(jì)主要應(yīng)用于工業(yè)流程控制領(lǐng)域中的實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制、精確測(cè)量，能源管理領(lǐng)域中的燃?xì)饬髁繙y(cè)量、能源輸送和監(jiān)測(cè)，環(huán)境監(jiān)測(cè)行業(yè)中的水資源管理、廢水處理，科學(xué)研究中的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用、多相流體流量測(cè)量，公共設(shè)施的水處理和供熱供冷。轉(zhuǎn)子流量計(jì)的結(jié)構(gòu)如圖5所示，主要由錐形管、轉(zhuǎn)子、鏈接法蘭、刻度板、指示器、阻尼裝置調(diào)整螺絲組成。錐形管是流量計(jì)的主體部分，通常為透明材料制成，以便觀察內(nèi)部浮子的位置。錐形管的內(nèi)徑從下到上逐漸增大，形成一個(gè)錐形結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計(jì)使得流體在通過(guò)時(shí)能夠產(chǎn)生不同的流速和壓力差。轉(zhuǎn)子是一個(gè)輕質(zhì)的物體，可以在錐形管中自由移動(dòng)。它通常由金屬或塑料制成，形狀多樣，但最常見(jiàn)的是球形或圓柱形。浮子的位置隨著流體流量的變化而變化，從而改變流通面積。底部通常有一個(gè)法蘭，用于將流量計(jì)與管道系統(tǒng)連接起來(lái)。這個(gè)法蘭確保了流量計(jì)與管道之間的密封性，防止流體泄漏。指示器用來(lái)顯示流量讀數(shù)，通常位于流量計(jì)的頂部或者側(cè)面。阻尼裝置用于減少轉(zhuǎn)子在流體中的振動(dòng)和不穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)，通常是彈簧或者其他機(jī)械結(jié)構(gòu)。此外，部分流量計(jì)還有一些調(diào)整螺釘，用于校準(zhǔn)和調(diào)整流量計(jì)的準(zhǔn)確性。圖5轉(zhuǎn)子流量計(jì)的結(jié)構(gòu)當(dāng)流體向上流經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)時(shí)，流體推動(dòng)轉(zhuǎn)子向上運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，轉(zhuǎn)子受到的外力包括自身的重力G、轉(zhuǎn)子上下表面產(chǎn)生的差壓力F1以及轉(zhuǎn)子在流體中受到的浮力F2，轉(zhuǎn)子在三個(gè)力的作用下在管體中上下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子受到的差壓力F1和浮力F2的合力小于轉(zhuǎn)子本身的重力G時(shí)，轉(zhuǎn)子將下降，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子和孔板間的圓環(huán)面積減小，圓環(huán)截面處流體流速上升，從而使差壓力F2變大，轉(zhuǎn)子上升。當(dāng)差壓力F1和浮力F2的合力于G相等時(shí)，轉(zhuǎn)子將穩(wěn)定的懸停在管體的某一高度h上，通過(guò)測(cè)量h即可計(jì)算流體的流速qvqv=αΠDfhtanφ+h2tan其中，α是轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流量系數(shù)，Df是轉(zhuǎn)子的最大直徑，Af是轉(zhuǎn)子迎流面積，Vf是轉(zhuǎn)子體積，φ是孔板的錐角，ρ是流體介質(zhì)密度，一般而言，孔板的錐角φ很小，通常在5°左右，h2tan2約為零，可將其忽略不計(jì)，所以體積流量為qv=αΠDfhtanφ2Vf(ρ因此流量qv與轉(zhuǎn)子高度h之間為近似線性的關(guān)系，可根據(jù)轉(zhuǎn)子的高度h求出流量值。2.1.4渦輪流量計(jì)渦輪流量計(jì)主要應(yīng)用于工業(yè)流量測(cè)量、能源管理行業(yè)的燃油管理系統(tǒng)、能源輸送和監(jiān)測(cè)，環(huán)境監(jiān)測(cè)的水資源管理、廢水處理，實(shí)驗(yàn)室研究，醫(yī)療儀器，流量標(biāo)準(zhǔn)裝置。渦輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)如圖6所示，主要包括軸承、渦輪葉片、整流/導(dǎo)向、傳感器、顯示與輸出裝置等。軸承用來(lái)支撐渦輪轉(zhuǎn)子，減少摩擦損耗。渦輪葉片是渦輪流量計(jì)的核心部件之一，通過(guò)流體的動(dòng)力推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而實(shí)現(xiàn)流量的測(cè)量，其設(shè)計(jì)直接決定了渦輪流量計(jì)的工作性能和準(zhǔn)確性。整流器安裝在渦輪前端，用于整流和穩(wěn)定流體流動(dòng)，減少湍流對(duì)測(cè)量精度的影響。傳感器用于捕捉渦輪葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)，并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。根據(jù)左右在渦輪流量計(jì)渦輪上的力矩分析，其運(yùn)動(dòng)方程為Jdωdt=Tr-其中，J為渦輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，ω為渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度，Tr為流體通過(guò)渦輪時(shí)對(duì)葉片產(chǎn)生的推動(dòng)力矩，Trm為渦輪軸與軸承之間摩擦殘生的機(jī)械摩擦阻力矩，Trf為流體通過(guò)渦輪時(shí)對(duì)渦輪產(chǎn)生的流動(dòng)阻力矩，Tre為電磁轉(zhuǎn)換器對(duì)渦輪產(chǎn)生的電磁阻力矩，由于該值通常較小，其影響可忽略。被測(cè)流體流量穩(wěn)定直接影響著渦輪流量計(jì)計(jì)量的準(zhǔn)確度。如果流體以恒定速度通過(guò)渦輪流量計(jì)，即流量穩(wěn)定、渦輪處于平衡狀態(tài)，那么渦輪葉片的旋轉(zhuǎn)角速度為定值，角加速度為0，則公式（12）式變?yōu)椋篢r=Trm+Trf（13）因此，從能量的角度來(lái)說(shuō)，渦輪轉(zhuǎn)子在勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，流體消失的能量等于轉(zhuǎn)子克服各種阻力矩而付出的能量。此時(shí)，磁電轉(zhuǎn)換裝置檢測(cè)出渦輪葉片的旋轉(zhuǎn)一段時(shí)間t發(fā)出的脈沖數(shù)N，計(jì)算被測(cè)流體體積流量Qv，in=fK=Nt·K其中：Qv，in為渦輪流量計(jì)示值體積流量；f為檢測(cè)元件的脈沖輸出頻率；K為與數(shù)學(xué)模型有關(guān)的渦輪流量計(jì)儀表系數(shù)；t為實(shí)驗(yàn)所需時(shí)間；N為實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)渦輪流量計(jì)渦輪葉片發(fā)出的脈沖數(shù)。圖6渦輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)2.1.5科里奧利質(zhì)量流量計(jì)科里奧利質(zhì)量流量計(jì)也叫科氏力流量計(jì)，是一種直接式質(zhì)量流量計(jì)，可直接反映流體介質(zhì)的質(zhì)量流量值?？评飱W利質(zhì)量流量計(jì)主要應(yīng)用于在石油化工、制藥、食品、精細(xì)化工、能源計(jì)量、科研實(shí)驗(yàn)以及醫(yī)療設(shè)備等多個(gè)領(lǐng)域。科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的工作原理是指管線內(nèi)某一點(diǎn)位的流體物質(zhì)按一定速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)其運(yùn)動(dòng)方向改變后，此點(diǎn)位的流體物質(zhì)仍有保持原有運(yùn)動(dòng)方向的趨勢(shì)，并產(chǎn)生一個(gè)力，這個(gè)力的大小根據(jù)物理定律與該流體物質(zhì)的質(zhì)量有正比關(guān)系。質(zhì)量流量是一種最理想、最準(zhǔn)確表示物質(zhì)的量的方法，過(guò)程控制大部分以質(zhì)量為基準(zhǔn)，可測(cè)導(dǎo)電或非導(dǎo)電、非牛頓流體，如漿液等。讓測(cè)量管在一定范圍內(nèi)高速往復(fù)振動(dòng)即可改變內(nèi)部介質(zhì)運(yùn)行方向，同時(shí)經(jīng)測(cè)量同樣可產(chǎn)生科里奧利力，因而可通過(guò)測(cè)量克里奧利力對(duì)測(cè)量管作用后所產(chǎn)生的微型形變而測(cè)量流過(guò)介質(zhì)的質(zhì)量。科里奧利質(zhì)量流量計(jì)一般由振動(dòng)管、轉(zhuǎn)換器和顯示器組成。振動(dòng)管是流量計(jì)的測(cè)量管道，是流量計(jì)的核心組成部分，是一種非常敏感的元器件。它的形狀主要有U形、直管形。測(cè)量管數(shù)量大多是單管式和雙管式，雖然形狀各異、數(shù)量不同，但測(cè)量的基本原理相同。在石油化工行業(yè)的裝車棧臺(tái)大多采用U形管質(zhì)量流量計(jì)作為貿(mào)易結(jié)算依據(jù)。U形管質(zhì)量流量計(jì)見(jiàn)圖7。圖7U形管質(zhì)量流量計(jì)U形管的兩個(gè)開(kāi)口端固定，介質(zhì)流體由此入口流入和出口流出。Ｕ形管頂端裝有電磁激振裝置，用于驅(qū)動(dòng)U形管，使其垂直于Ｕ形管所在平面的方向，以O(shè)-O為軸按固有頻率振動(dòng)。U形管的振動(dòng)迫使管中介質(zhì)流體在沿管道流動(dòng)的同時(shí)又隨管道作垂直運(yùn)動(dòng)；此時(shí)介質(zhì)流體將受到科氏力的作用，同時(shí)以反作用力作用于U形管。由于介質(zhì)流體在U形管兩側(cè)的流動(dòng)方向相反，所以作用于U形管兩側(cè)的科氏力大小相等，方向相反；從而使U形管受到一個(gè)力矩的作用，管端繞R-R軸扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，該變形量的大小與通過(guò)流量計(jì)的質(zhì)量流量確定。因此，測(cè)得這個(gè)變形量，即可測(cè)得管內(nèi)流體的質(zhì)量流量。科里奧利質(zhì)量流量計(jì)的計(jì)算公式可用下式表示。 （15）式中：FC為標(biāo)定常數(shù)，意為每產(chǎn)生1μs相差所對(duì)應(yīng)的流量；Δt為相位差；Kn為傳感器在流量為零時(shí)的相差；FTC為常數(shù)，即溫度變化100℃時(shí)由于流量管剛性變化而引起的流量百分比誤差；TD為測(cè)量管的實(shí)測(cè)溫度。質(zhì)量流量的測(cè)量主要采用科里奧利效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的。以一定的速度流經(jīng)測(cè)量管時(shí)，振動(dòng)的測(cè)量管會(huì)受到科氏力的影響，產(chǎn)生形變，從而導(dǎo)致測(cè)量管兩端產(chǎn)生相位差，并轉(zhuǎn)換成科氏力與質(zhì)量流量成比例關(guān)系。其優(yōu)點(diǎn)包括：能夠直接、在線、精確測(cè)量液體和氣體的質(zhì)量流量；液體測(cè)量的精度能夠高達(dá)±0.05%，氣體測(cè)量的精度能夠高達(dá)±0.35%；測(cè)量結(jié)果不受介質(zhì)溫度、壓力、粘度、傳導(dǎo)率和密度的影響；能夠?qū)γ芏鹊椭?.0005g/cm3的液體和氣體進(jìn)行直接、在線、精確的密度測(cè)量；可用一個(gè)傳感器獲得質(zhì)量流量和密度；幾乎可用于任何應(yīng)用，無(wú)論工藝密度如何。其缺點(diǎn)包括：價(jià)格昂貴；許多型號(hào)受到振動(dòng)影響；當(dāng)前技術(shù)的管道直徑上限為400mm；二次密封可能是一個(gè)需要關(guān)注的問(wèn)題。圖8質(zhì)量流量計(jì)原理與結(jié)構(gòu)用科里奧利流量計(jì)測(cè)量質(zhì)量流量基本上不受介質(zhì)密度的影響。但是，可以利用科里奧利流量計(jì)中使用的振蕩管的振動(dòng)作用來(lái)獨(dú)立測(cè)量介質(zhì)密度。密度測(cè)量不是基于科里奧利效應(yīng)，而是基于振動(dòng)管效應(yīng)。除提供質(zhì)量流量的直接指示外，振蕩管系還通過(guò)跟蹤共振振蕩頻率，獨(dú)立提供密度的直接指示。圖9介質(zhì)密度測(cè)量原理2.1.6熱式流量計(jì)熱式流量計(jì)以其高精度、穩(wěn)定性和可靠性，在石油化工、能源管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、科研實(shí)驗(yàn)以及醫(yī)療設(shè)備等多個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。熱式流量計(jì)的結(jié)構(gòu)如圖10所示，熱式流量計(jì)采用雙傳感器結(jié)構(gòu)，其中，位于流體上游的傳感器為測(cè)溫傳感器，用于測(cè)量流體的環(huán)境溫度，位于流體下游的傳感器為測(cè)速傳感器，是溫度傳感器和加熱器的集成體，用于測(cè)量測(cè)速傳感器自身的溫度。在進(jìn)行流量測(cè)量時(shí)，將測(cè)溫傳感器與測(cè)速傳感器放置于待測(cè)流體中，且兩者相距一定距離，從而確保兩傳感器的熱量不會(huì)相互干擾。圖10熱式傳感器的結(jié)構(gòu)測(cè)速傳感器置于理想的封閉式熱力學(xué)環(huán)境中進(jìn)行流體測(cè)量時(shí)，根據(jù)傳熱學(xué)原理，系統(tǒng)的熱平衡方程為：φ=φc+φk+φf(shuō)（16）其中，φ代表外部電路給測(cè)速傳感器的熱量。φc代表通過(guò)熱對(duì)流傳遞的熱量，其中包括自然對(duì)流傳熱和強(qiáng)迫對(duì)流傳熱，在流體靜止或流速極低的情況下，自然對(duì)流傳熱會(huì)起到一定的作用，但在大多數(shù)情況下，強(qiáng)迫對(duì)流傳熱是主要的傳熱方式。φk代表通過(guò)熱傳導(dǎo)傳遞的熱量，主要的熱傳導(dǎo)路徑是測(cè)速傳感器通過(guò)基座向支撐件傳遞熱量。不過(guò)在測(cè)速傳感器的設(shè)計(jì)過(guò)程中，通常會(huì)在傳感器與金屬支撐底座之間增加隔熱材料，從而降低該熱傳導(dǎo)效應(yīng)。?f為熱輻射傳遞的熱量，在實(shí)際測(cè)量時(shí)，測(cè)速傳感器與流體環(huán)境之間的溫差較小，因此輻射傳熱可以忽略。經(jīng)上述分析，測(cè)速傳感器與待測(cè)流體之間的熱量主要通過(guò)熱對(duì)流的形式擴(kuò)散，因此，根據(jù)牛頓冷卻公式有：φ=hA(Th-Te)（17）其中，h為強(qiáng)迫對(duì)流平均換熱系數(shù)，單位為W/(m2·℃)，A為測(cè)速傳感器的表面積，即對(duì)于長(zhǎng)度為l，直徑為d的圓柱形測(cè)速探頭，測(cè)速傳感器表面積A=πl(wèi)d，單位為m2，Th為測(cè)速傳感器的溫度，Te為流體環(huán)境溫度，單位為℃。為了能夠更加確切的了解對(duì)流換熱系數(shù)與測(cè)速探頭及待測(cè)流體物性參數(shù)之間的關(guān)系，根據(jù)傳熱的基本原理，引入努賽爾數(shù)(Nu)、普朗特?cái)?shù)(Pr)和雷諾數(shù)(Re)這3個(gè)熱力學(xué)參數(shù)：努塞爾數(shù)Nu=hdλf（雷諾數(shù)Re=ρvdη（1普朗特?cái)?shù)Pr=ηCpλf其中，λf為待測(cè)流體的導(dǎo)熱率，單位為m·℃，η為待測(cè)流體的動(dòng)力粘度，單位為Pa?s，Cp為待測(cè)流體定壓比熱容，單位為J/(kg?℃)。代入公式（17）可得φ=Πl(fā)λfNu（Th-Te）（21）其中，λf為待測(cè)流體的導(dǎo)熱率，單位為m?℃，η為待測(cè)流體的動(dòng)力粘度，單位為Pa?s，Cp為待測(cè)流體定壓比熱容，單位為J/(kg?℃)。根據(jù)Kramers提出的對(duì)流傳熱公式，在一定條件下努塞爾數(shù)Nu可以表示為：Nu=0.42Pr0.2+0.57Pr0.33Re0.5（22）與流速成正比的雷諾數(shù)Re的指數(shù)會(huì)隨流體流速變化而發(fā)生變化，0.5僅在一定條件下適用。一般情況下，Re的指數(shù)用m代替。因此傳感器的熱量φ：φ=Πl(fā)λf（Th-Te）[0.42Pr0.2+0.57Pr0.33(ρvdη)m]（23令k1=0.42Πl(fā)λfPr0.2k2=0.57Πl(fā)λfPr0.33（ρd/η）m代入公式（21），可得φ=（k1+k2vm）（Th-Te）（24）其中，k1和k2為各物性參數(shù)的統(tǒng)一參量，在壓力不變的條件下，對(duì)于給定)的測(cè)速傳感器和恒定溫度的被測(cè)流體，k1和k2反映此時(shí)被測(cè)流體熱導(dǎo)率、普朗特?cái)?shù)等物性參數(shù)綜合計(jì)算結(jié)果，可以視為常量，m為流體流速的次方，為常數(shù)。由此可知，當(dāng)熱式流量計(jì)工作環(huán)境確定，k1和k2的值保持不變，在已知測(cè)速傳感器和待測(cè)流體間溫差的情況下，測(cè)速傳感器的傳熱效率與流體的流速之間具有明確的函數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過(guò)測(cè)速傳感器與流體之間換熱的快慢，即可計(jì)算出流體流速。2.1.7電磁流量計(jì)電磁流量計(jì)，也稱為磁流量計(jì)，已經(jīng)在工業(yè)中廣泛使用了超過(guò)40年，是第一種無(wú)活動(dòng)部件和零壓降的現(xiàn)代流量計(jì)。電磁流量計(jì)以其高精度、穩(wěn)定性和可靠性，在工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)灌溉以及醫(yī)療設(shè)備等多個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)及原理如11所示。電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)主要包括傳感器、轉(zhuǎn)換器、殼體、導(dǎo)管、電極、磁路系統(tǒng)和襯里等部分。傳感器是電磁流量計(jì)的核心組成部分，傳感器利用法拉第的電磁感應(yīng)定律，通過(guò)測(cè)量導(dǎo)電液體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)來(lái)確定流速和流量，將流經(jīng)介質(zhì)的流量轉(zhuǎn)換成感應(yīng)電勢(shì)。轉(zhuǎn)換器的作用是將傳感器檢測(cè)到的微弱感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)（如4-20mA）進(jìn)行輸出顯示或控制。現(xiàn)代轉(zhuǎn)換器采用先進(jìn)的微處理器和表面貼裝技術(shù)，具有自檢和自診斷功能，提高了測(cè)量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。殼體通常由鐵磁材料制成，作為勵(lì)磁線圈的外罩，隔離外部環(huán)境干擾，保證電磁流量計(jì)磁場(chǎng)的正常工作狀態(tài)。導(dǎo)管是流體通過(guò)的路徑，必須采用不導(dǎo)磁的材料如不銹鋼、玻璃鋼或高強(qiáng)度塑料制成，以保證磁力線的有效通過(guò)。電極安裝在管道內(nèi)，與導(dǎo)電液體直接接觸，用于提取與測(cè)量成比例的感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)。電極通常由非磁性材料制成，且與襯里齊平，以防流體流動(dòng)受阻。電極通常由非磁性材料制成，且與襯里齊平，以防流體流動(dòng)受阻。襯里位于測(cè)量管的內(nèi)側(cè)及法蘭密封面上，直接接觸被測(cè)液體，增加導(dǎo)管的耐腐蝕性，防止感應(yīng)電位因金屬壁短路。襯里材料通常是聚四氟乙烯塑料、陶瓷等，具有良好的耐腐蝕性和耐磨性。電磁流量計(jì)的原理基于法拉第感應(yīng)定律，該定律指出，如果導(dǎo)體在磁場(chǎng)中移動(dòng)，導(dǎo)體中會(huì)感應(yīng)出與導(dǎo)體速度成正比的電壓。這樣兩個(gè)與流體直接接觸的點(diǎn)電極上會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)忽略感應(yīng)電勢(shì)的正負(fù)，只考慮其絕對(duì)值大小時(shí)，可用下式表示：Ei=dφdt=BdAdt其中：B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，T（特斯拉）；A為磁通量變化的面積，m2；Φ為導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)時(shí)切割磁力線形成的導(dǎo)體回路的磁通量，T·m2；D為導(dǎo)線長(zhǎng)度，相當(dāng)于管路直徑，m；l為導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)距離，m；v為導(dǎo)體平均運(yùn)動(dòng)速度，m/s；Ei為導(dǎo)體兩端得到的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，V。測(cè)量Ei即可得到流量Q：Q=D24Πv=kv，其中，k=D24Π圖11電磁流量計(jì)原理及結(jié)構(gòu)圖電磁流量計(jì)有固有的局限：1）只能測(cè)量導(dǎo)電介質(zhì)。電導(dǎo)率限制條件б≥1～5μS/cm（水>20μS/cm）不能測(cè)量非導(dǎo)電介質(zhì)，如氣體，油類，如介質(zhì)含有大量氣體，產(chǎn)生測(cè)量嚴(yán)重波動(dòng)。2）必須存在磁場(chǎng)，且需避免外界磁場(chǎng)干擾。勵(lì)磁電流流經(jīng)測(cè)量管上下勵(lì)磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。勵(lì)磁線圈斷路，流量計(jì)不工作，勵(lì)磁電流穩(wěn)定性直接影響儀表測(cè)量，測(cè)量管必須為非導(dǎo)磁材料，保證磁場(chǎng)穿過(guò)導(dǎo)管（測(cè)量管應(yīng)采用不銹鋼材質(zhì)）。3）實(shí)際測(cè)量值為流體流速，低流速無(wú)法測(cè)量。電磁流量計(jì)實(shí)際測(cè)量介質(zhì)的流速（它是速度式流量計(jì)），流速太低是無(wú)法測(cè)量的。4）電極污染與腐蝕，勵(lì)磁線圈開(kāi)路等問(wèn)題多發(fā)。實(shí)際測(cè)量值為流體流速，低流速無(wú)法測(cè)量。2.1.8渦街流量計(jì)渦街流量計(jì)以其高精度、穩(wěn)定性和可靠性，在工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)灌溉以及醫(yī)療設(shè)備等多個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。渦街流量計(jì)的結(jié)構(gòu)如圖12所示，其結(jié)構(gòu)包括漩渦發(fā)生體、儀表表體、檢測(cè)元件和轉(zhuǎn)換器。旋渦發(fā)生體是渦街流量計(jì)的核心部件，其形狀和幾何參數(shù)直接影響到流量測(cè)量的精度和穩(wěn)定性。常見(jiàn)的旋渦發(fā)生體形狀有圓柱形、三角形、矩形等。在流體流經(jīng)時(shí)，會(huì)在旋渦發(fā)生體下游產(chǎn)生規(guī)律性的旋渦，即卡門(mén)渦街。儀表表體作為渦街流量計(jì)的外殼，不僅支撐和保護(hù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，還確保了流體流動(dòng)的穩(wěn)定性和連續(xù)性。表體內(nèi)部設(shè)計(jì)有進(jìn)口和出口，中間是一個(gè)環(huán)形空腔，供流體通過(guò)。檢測(cè)元件負(fù)責(zé)捕捉旋渦發(fā)生體產(chǎn)生的旋渦信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行傳輸和處理。這些技術(shù)包括熱敏、應(yīng)變、應(yīng)力、電容、超聲、光電和電磁等。轉(zhuǎn)換器將檢測(cè)元件捕獲的旋渦信號(hào)進(jìn)行放大、濾波和整形處理，然后轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)或兩線制4~20mA電流信號(hào)，以供二次儀表使用或控制系統(tǒng)監(jiān)控。圖12渦街流量計(jì)的結(jié)構(gòu)及原理渦街流量計(jì)利用流體振動(dòng)進(jìn)行流量測(cè)量，它工作的基本原理是：在與被測(cè)介質(zhì)流向垂直的方向放置一非流線型旋渦發(fā)生體，當(dāng)流體流過(guò)該旋渦發(fā)生體時(shí)，在發(fā)生體后方兩側(cè)交替地分離釋放出兩列規(guī)則的交錯(cuò)排列的旋渦，稱為馮·卡爾曼渦街，如圖12所示。當(dāng)旋渦發(fā)生體右（或左）下方產(chǎn)生一個(gè)旋渦后，在旋渦發(fā)生體上產(chǎn)生一個(gè)升力。在旋渦發(fā)生體內(nèi)部安裝應(yīng)力式壓電檢出器，可以將作用在旋渦發(fā)生體上的升力轉(zhuǎn)換為電荷信號(hào)。電荷的變化頻率與旋渦的脫離頻率一致。通過(guò)檢測(cè)壓電傳感器輸出信號(hào)的變化頻率，就可以得到旋渦的分離頻率。在管道平均流速為U的流動(dòng)條件下，旋渦脫落頻率f與流經(jīng)發(fā)生體兩側(cè)的平均流速U1之間的關(guān)系可以表示為f=StU1d其中，St為斯特勞哈爾數(shù)，d為漩渦發(fā)生體寬度。設(shè)測(cè)量管道內(nèi)直徑為D，發(fā)生體兩側(cè)弓形流通面積之和與測(cè)量管道的橫截面積之比為M，對(duì)圓柱形發(fā)生體有：M=1-2Π[dD1-(dD根據(jù)流體持續(xù)性定理：U1=UM（29因此可得到以下式子：f=StUMd設(shè)管道內(nèi)的體積流量為qv，則：qv=3600·ΠD24StMdf對(duì)于確定的測(cè)量管內(nèi)徑D和發(fā)生體迎流面寬度d，流體體積流量qv與旋渦頻率f成正比。也就是說(shuō)，只要測(cè)量出旋渦頻率f，就可測(cè)量出體積流量。對(duì)公式（25）作一下變換，則：K=fqv=（3600·ΠD24St其中，K為渦街流量計(jì)儀表系數(shù)，用渦街流量計(jì)測(cè)量流體的體積流量，主要是通過(guò)測(cè)量旋渦頻率f來(lái)實(shí)現(xiàn)。而旋渦頻率f只與流速U和發(fā)生體的幾何參數(shù)（形狀和幾何尺寸）有關(guān)，與被測(cè)流體的特性和組分無(wú)關(guān)。2.1.9超聲波流量計(jì)超聲波流量計(jì)是一種利用超聲波技術(shù)來(lái)測(cè)量流體（包括液體和氣體）流量的儀表。超聲波流量計(jì)的應(yīng)用非常廣泛，包括醫(yī)療領(lǐng)域、工業(yè)過(guò)程控制、石油和天然氣行業(yè)、水處理和供水系統(tǒng)、化工行業(yè)、食品和飲料行業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、市政行業(yè)、水利水電行業(yè)、商業(yè)計(jì)量。它的結(jié)構(gòu)主要包括換能器、轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器和顯示器等部分。換能器是超聲波流量計(jì)的核心部件，它負(fù)責(zé)發(fā)射和接收超聲波信號(hào)。在超聲波流量計(jì)中，通常使用壓電陶瓷片作為換能器，當(dāng)施加電壓時(shí)，壓電陶瓷片會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，從而產(chǎn)生超聲波信號(hào)；反之，當(dāng)接收到超聲波信號(hào)時(shí)，壓電陶瓷片會(huì)產(chǎn)生電壓信號(hào)。轉(zhuǎn)換器的主要功能是將換能器產(chǎn)生的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。這一過(guò)程對(duì)于后續(xù)的信號(hào)處理和分析至關(guān)重要，因?yàn)樗沟眯盘?hào)能夠被計(jì)算機(jī)或其他數(shù)字設(shè)備識(shí)別和處理。信號(hào)處理器負(fù)責(zé)對(duì)接收到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步的處理，包括濾波、放大、波形分析等。同時(shí)，信號(hào)處理器還可以根據(jù)預(yù)設(shè)的算法計(jì)算流體流速、流量等參數(shù)，并將結(jié)果顯示在顯示器上。顯示器用于顯示流體的流速、流量等參數(shù)。這些參數(shù)對(duì)于用戶了解流體流動(dòng)狀態(tài)、監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程以及進(jìn)行數(shù)據(jù)分析都具有重要意義。圖13超聲波流量計(jì)的結(jié)構(gòu)根據(jù)信號(hào)檢測(cè)方式和流量計(jì)算模型的不同，超聲波測(cè)量方法可分為：傳播速度差法、波束偏移法、多普勒法、互相關(guān)法和渦街頻率法。傳播速度差法也稱為時(shí)差法或傳播時(shí)間法，一種利用超聲波在流體中傳播速度的變化來(lái)測(cè)量流體流速和流量的技術(shù)。當(dāng)超聲波在流動(dòng)的流體中傳播時(shí)，其順流方向的傳播速度會(huì)比逆流方向快。這種速度差異與流體的流速成正比。通過(guò)測(cè)量超聲波在順流和逆流方向上的傳播時(shí)間差（ΔT），可以計(jì)算出流體的流速（u），進(jìn)而得到流量。傳播速度差法廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、給排水等領(lǐng)域，用于測(cè)量不同工況下的體積流量。傳播速度差法是一種基于超聲波傳播速度變化來(lái)測(cè)量流體流速和流量的有效技術(shù)，具有非接觸、無(wú)壓力損失、適用性廣等優(yōu)點(diǎn)。波束偏移法是一種利用超聲波在流體中的傳播特性來(lái)實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量的方法。裝于管道一側(cè)的換能器發(fā)射的超聲波垂直于流體流動(dòng)方向，流體的流動(dòng)使波束產(chǎn)生偏移，利用偏移量確定流量。當(dāng)超聲波束與流動(dòng)方向垂直時(shí)，其偏移更加明顯。通過(guò)接收換能器所接收的波束強(qiáng)度的差值變化來(lái)反映流速的大小。多普勒法是一種利用多普勒效應(yīng)來(lái)測(cè)量流體速度和流量的非接觸式流量測(cè)量技術(shù)。多普勒效應(yīng)是指當(dāng)聲源與觀測(cè)者相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀測(cè)者接收到的聲波頻率會(huì)發(fā)生變化。在超聲波流量計(jì)中，當(dāng)超聲波通過(guò)流體中的顆?；驓馀輹r(shí)，如果這些顆粒或氣泡具有速度，那么反射回來(lái)的超聲波頻率將發(fā)生變化，這種變化被稱為多普勒頻移。根據(jù)多普勒頻移的大小，可以計(jì)算出顆?；驓馀莸乃俣龋M(jìn)而推算出流體的流速和流量。互相關(guān)法是一種先進(jìn)的流量測(cè)量技術(shù)，它基于超聲波互相關(guān)原理來(lái)精確測(cè)量流體的流速和流量。通過(guò)計(jì)算管道中流體靜止時(shí)和流動(dòng)時(shí)超聲波接收信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)，求得兩個(gè)信號(hào)的傳播時(shí)間差，進(jìn)而確定流體的流速。渦街頻率法是一種基于渦街原理和超聲波技術(shù)的流量測(cè)量方法。當(dāng)流體流經(jīng)管道中的擾流桿時(shí)，會(huì)在其下游形成有序的雙排渦列，即渦街。這些渦街旋渦的頻率與流體的流速成正比。當(dāng)超聲波穿過(guò)這些渦街旋渦時(shí)，會(huì)受到旋渦的干擾，導(dǎo)致超聲波信號(hào)發(fā)生二次調(diào)制。這種調(diào)制的頻率幅度與流速有關(guān)，流速越快，旋渦發(fā)生越強(qiáng)烈，調(diào)制頻率幅度越高。通過(guò)電路對(duì)接收到的超聲波信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，提取出包絡(luò)線的頻率，即可間接求出介質(zhì)的流速和體積流量。2.2行業(yè)流量類計(jì)量器具應(yīng)用情況調(diào)研圍繞卷煙加工過(guò)程，調(diào)研梳理了關(guān)鍵流量類計(jì)量器具及檢測(cè)項(xiàng)目。目前卷煙加工過(guò)程關(guān)鍵流量類計(jì)量器具主要包括液體流量計(jì)和氣體流量計(jì)，其中液體流量計(jì)包括電磁流量計(jì)和質(zhì)量流量計(jì)，氣體流量計(jì)主要是渦街流量計(jì)。電磁流量計(jì)和質(zhì)量流量計(jì)均可用于介質(zhì)水、香料、香精的流量計(jì)量，渦街流量計(jì)主要用于蒸汽的流量計(jì)量。根據(jù)各個(gè)卷煙廠的流量計(jì)使用情況，編制出煙草行業(yè)卷煙加工過(guò)程流量類在線計(jì)量器具一覽表，如表1所示。表1是根據(jù)某卷煙廠流量計(jì)量器具實(shí)際配置情況整理出來(lái)的，與行業(yè)其他卷煙廠相比，僅生產(chǎn)廠家、測(cè)量范圍及準(zhǔn)確度等級(jí)存在微小差異。從表1中可以看出，行業(yè)卷煙加工過(guò)程所應(yīng)用的流量計(jì)主要是科里奧利質(zhì)量流量計(jì)、電磁流量計(jì)和渦街流量計(jì)。因此，本報(bào)告將圍繞這三種流量計(jì)開(kāi)展研究工作。表1制絲階段關(guān)鍵流量類計(jì)量器具(以某卷煙廠為例)序號(hào)工段計(jì)量器具名稱生產(chǎn)廠家所處工序名稱主設(shè)備使用位置測(cè)量參數(shù)名稱計(jì)量功能計(jì)量分類計(jì)量工藝要求測(cè)量范圍最大允許誤差準(zhǔn)確度等級(jí)分辨力1制梗絲科里奧利質(zhì)量流量計(jì)E+H刮板式煙梗回潮刮板式煙?；爻彼髁坑?jì)水流量計(jì)控制類C（0～450）Kg/h±0.10%//2渦街流量計(jì)E+H刮板式煙梗回潮刮板式煙?；爻笨傉羝髁坑?jì)總蒸汽流量計(jì)控制類C370±20kgh（0～2360）m3/h±1.0%0.75/3科里奧利質(zhì)量流量計(jì)E+H梗絲加料梗絲加料機(jī)用于料液流量南料液流量控制類B物料工藝流量*加料比例（0～100）kg/h±0.10%/0.014科里奧利質(zhì)量流量計(jì)E+H梗絲加料梗絲加料機(jī)加濕水純水加濕流量控制類C（0～450）kg/h±0.10%//5渦街流量計(jì)E+H梗絲加料梗絲加料機(jī)蒸汽減壓后蒸汽流量控制類C（0～2360）m3/h±1.0%//6科里奧利質(zhì)量流量計(jì)E+H梗絲加料梗絲加料機(jī)用于料液流量北料液流量控制類B物料工藝流量*加料比例（0～100）kg/h±0.10%/0.017渦街流量計(jì)E+H閃蒸閃蒸蒸汽STS蒸汽流量控制類C上海：550±20kgh；Y梗：500±20kgh（0～646）kg/h±1.0%/8渦街流量計(jì)E+H隧道式煙?；爻彼淼朗綗煿；爻闭羝鸋T噴射蒸汽流量顯示類C（0～2360）m3/h0.2/9煙片處理科里奧利質(zhì)量流量計(jì)E+H松散回潮松散回潮工藝加水控制流量工藝加水控制流量控制類C物料工藝流量*設(shè)定系數(shù)(0～2000)kg/h±0.15%o.r.0.1/10渦街流量計(jì)E+H松散回潮松散回潮進(jìn)料端補(bǔ)償蒸汽和熱風(fēng)補(bǔ)償蒸汽總流量計(jì)進(jìn)料端補(bǔ)償蒸汽和熱風(fēng)補(bǔ)償蒸汽總流量控制類C物料工藝流量*設(shè)定系數(shù)（0～300）m3/h±1.0%//11科里奧利質(zhì)量流量計(jì)E+H葉片加料KAS加料機(jī)n號(hào)罐料液流量計(jì)n號(hào)罐料液流量計(jì)控制類B物料工藝流量*加料比例（0～2000）kg/h±0.10%o.r./12科里奧利質(zhì)量流量計(jì)E+H香料廚房香料廚房葡萄糖區(qū)補(bǔ)水葡萄糖區(qū)罐補(bǔ)水流量控制類B按配制標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行（0～6500）kg/h±0.10%o.r.//13科里奧利質(zhì)量流量計(jì)E+H香料廚房香料廚房配料酒精罐加水配料酒精罐加水流量控制類B按配制標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行（0～2000）kg/h±0.10%o.r.//14科里奧利質(zhì)量流量計(jì)E+H香料廚房香料廚房熬制罐補(bǔ)水熬制罐補(bǔ)水流量控制類B按配制標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行（0～2000）kg/h±0.10%o.r.//15制葉絲渦街流量計(jì)E+H加料機(jī)前HTKAS加料機(jī)前HT工藝流量計(jì)工藝流量計(jì)監(jiān)視類C(0-310)m3/h±0.75%1.0/16科里奧利質(zhì)量流量計(jì)E+H加香加香機(jī)n號(hào)加香系統(tǒng)流量計(jì)1號(hào)加香系統(tǒng)流量計(jì)控制類B物料工藝流量*加香比例（0～450）kg/h±0.10%o.r.//17科里奧利質(zhì)量流量計(jì)E+H葉絲加料葉絲加料機(jī)料液流量料液流量控制類B暫（0-450kg/h）±0.1%//18渦街流量計(jì)E+H葉絲加料前HT葉絲加料前HT主蒸汽蒸汽流量顯示類(0～45)t/h//19渦街流量計(jì)E+H葉絲增溫增濕烘葉絲前HT二次蒸汽減壓后工藝蒸汽渦街流量計(jì)監(jiān)視類C(0-130)m3/h±0.75%//20渦街流量計(jì)E+H氣流烘絲CTD（氣流烘絲機(jī)）主工藝風(fēng)機(jī)流量工藝蒸汽流量控制類C(0-310)m3/h±0.75%//21渦街流量計(jì)E+H氣流烘絲CTD（氣流烘絲機(jī)）進(jìn)料氣鎖加濕膨脹節(jié)氣體流量控制類C(0-310)m3/h±0.75%//22科里奧利質(zhì)量流量計(jì)E+H氣流烘絲CTD（氣流烘絲機(jī)）工藝水工藝水壓力控制類B（0-0.25）m3/h±0.5%o.r.±1mms//23渦街流量計(jì)E+H薄板烘絲烘葉絲機(jī)筒壁蒸汽渦街流量計(jì)筒壁蒸汽渦街流量計(jì)監(jiān)視類C(0-300)m3/h±1.0%//2.3國(guó)內(nèi)外流量計(jì)研究現(xiàn)狀隨著科技進(jìn)步，流量測(cè)量也得到快速發(fā)展。與此同時(shí)，對(duì)流量測(cè)量精度的要求也越來(lái)越高，其應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大。因此，國(guó)內(nèi)外高校及科研院所對(duì)流量計(jì)的在線計(jì)量展開(kāi)了大量研究，致力于提高其測(cè)量準(zhǔn)確性并拓展其應(yīng)用范圍。2.3.1電磁流量計(jì)成都電子科技大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)智能芯片與系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)還將人工智能芯片與電磁流量計(jì)結(jié)合，采用軟硬件智能處理技術(shù)，成功制備了一款配置人工智能芯片的插入式電磁流量計(jì)ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Year>2024</Year><RecNum>25</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>25</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="xsfdapt9ddfsepesepx5fw2c5vzr9raafats"timestamp="1730338871">25</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors></contributors><auth-address>成都電子科技大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)智能芯片與系統(tǒng)團(tuán)隊(duì);</auth-address><titles><title>人工智能芯片在電磁流量計(jì)中的前沿應(yīng)用與突破</title><secondary-title>華東科技</secondary-title></titles><periodical><full-title>華東科技</full-title></periodical><pages>28-31</pages><number>08</number><dates><year>2024</year></dates><isbn>1006-8465</isbn><call-num>31-1709/N</call-num><urls><related-urls><url>/kcms2/article/abstract?v=tH39KOVtnoG2A6txbB4790B6wNCt0BnwwaeKiU3OO9t00KuAo8BZrnxonFuka3Z8y-GxB9Bwz-FMu-2WKx-yN1b2iJfLVUsyp1sUVj-W1Tq1WPcsQgeKzGdJbPFDdAni_xKlR806LW2VQzSHi8OnH_PGTVrhdNpJwpmuAVLUFZvOtINLJWkNXdyF5tVAXyNb&uniplatform=NZKPT&language=CHS</url></related-urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[1]。這一創(chuàng)新顯著提升了電磁流量計(jì)的測(cè)量精度、響應(yīng)速度和整體性能。該研究成果不僅在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位，還為工業(yè)流量計(jì)量檢測(cè)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展提供了新的解決方案，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。這一技術(shù)的應(yīng)用將推動(dòng)流量計(jì)量領(lǐng)域的進(jìn)步和發(fā)展。此外，對(duì)于電磁流量計(jì)的在線檢測(cè)，國(guó)內(nèi)外也進(jìn)行了大量的研究。丁逸倫等使用外夾式超聲波流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)表對(duì)電磁流量計(jì)進(jìn)行在線檢測(cè)的方法，分析了使用該方法過(guò)程中對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響量，設(shè)計(jì)并制作了一種基于磁阻掃描技術(shù)的流量在線測(cè)量系統(tǒng)ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>丁逸倫</Author><Year>2022</Year><RecNum>89</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[2]</style></DisplayText><record><rec-number>89</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="xsfdapt9ddfsepesepx5fw2c5vzr9raafats"timestamp="1733666535">89</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>丁逸倫</author><author>丁斌</author><author>毛敏</author><author>趙慶嶸</author><author>劉銀鋒</author></authors></contributors><auth-address>南通市計(jì)量檢定測(cè)試所;</auth-address><titles><title>流量在線檢測(cè)應(yīng)用中影響因素分析及解決方案</title><secondary-title>計(jì)量與測(cè)試技術(shù)</secondary-title></titles><periodical><full-title>計(jì)量與測(cè)試技術(shù)</full-title></periodical><pages>68-71</pages><volume>49</volume><number>07</number><keywords><keyword>外夾式</keyword><keyword>超聲波</keyword><keyword>大口徑流量</keyword></keywords><dates><year>2022</year></dates><isbn>1004-6941</isbn><call-num>51-1412/TB</call-num><urls><related-urls><url>/doi/10.15988/ki.1004-6941.2022.7.021</url></related-urls></urls><electronic-resource-num>10.15988/ki.1004-6941.2022.7.021</electronic-resource-num><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[2]。2.3.2科里奧利質(zhì)量流量計(jì)作為質(zhì)量流量計(jì)中的佼佼者，科里奧利質(zhì)量流量計(jì)在國(guó)內(nèi)外制造業(yè)具有廣泛的應(yīng)用與傳統(tǒng)質(zhì)量流量計(jì)相比，科式質(zhì)量流量計(jì)具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，如高精度、安裝環(huán)境要求低，維修率低、多參數(shù)測(cè)量等ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>鄒宏辰</Author><Year>2014</Year><RecNum>61</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[3]</style></DisplayText><record><rec-number>61</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="awxvpa0dfesw2bettan5zsvqs5t9s0vr95r0"timestamp="1730300250">61</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>鄒宏辰</author></authors></contributors><auth-address>中國(guó)石油黑龍江七臺(tái)河銷售分公司;</auth-address><titles><title>科氏力質(zhì)量流量計(jì)應(yīng)用的幾個(gè)技術(shù)問(wèn)題</title><secondary-title>黑龍江科技信息</secondary-title></titles><periodical><full-title>黑龍江科技信息</full-title></periodical><pages>120</pages><number>17</number><keywords><keyword>科氏力質(zhì)量流量計(jì)</keyword><keyword>應(yīng)用</keyword><keyword>技術(shù)</keyword></keywords><dates><year>2014</year></dates><isbn>1673-1328</isbn><call-num>23-1400/G3</call-num><urls><related-urls><url>/kcms2/article/abstract?v=gpYlZH45TFmbPX9snBRQ1spl1ZfQANZIQLoEzpmisaCGYKyKE_rWkWb1HRD1IzrkshE_jM66Un3KJrsq501tQ4yJWXnoAttEj3l8tRzXQu3MKqy81UQHdaM_PsdhBMqpf4Rjqgrou0bLNzKxlcJCmg8eRc1wngEdvSpx2cmwX2fKDuokEJ97d70PrskGwjMt&uniplatform=NZKPT&language=CHS</url></related-urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[3]。也正是由于這些無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)，科式質(zhì)量流量計(jì)也受到更多的關(guān)注與研究。正如前文所述，科式質(zhì)量流量計(jì)是根據(jù)不同液體密度不同導(dǎo)致管道振動(dòng)的固有頻率不同來(lái)計(jì)算流量，流量管穩(wěn)幅振動(dòng)的可靠性和穩(wěn)定性是影響測(cè)量精準(zhǔn)性的關(guān)鍵因素。因此，目前對(duì)于科式質(zhì)量流量計(jì)的研究大多集中于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，從而提高科式質(zhì)量流量計(jì)的精準(zhǔn)性。目前常用的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分為模擬驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和數(shù)字驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。模擬驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)利用模擬信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)器，使測(cè)量管產(chǎn)生特定振動(dòng)，從而生成科里奧利力以測(cè)量流量。模擬驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單、成本較低，適合基礎(chǔ)流量測(cè)量應(yīng)用，尤其是對(duì)抗干擾要求較低的場(chǎng)合。然而其精度和穩(wěn)定性較低，受環(huán)境噪聲和溫度等因素影響較大，通常不適合高精度或復(fù)雜環(huán)境下的測(cè)量，適合一些預(yù)算有限或不要求高精度的應(yīng)用場(chǎng)景。針對(duì)模擬驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的弊端，國(guó)內(nèi)外也進(jìn)行了較多的研究。合肥工業(yè)大學(xué)方正余等針對(duì)單端驅(qū)動(dòng)方式的不足，提出差分驅(qū)動(dòng)方式，增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能量，增大了兩相流發(fā)生時(shí)流量管的振動(dòng)幅度ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>方正余</Author><Year>2017</Year><RecNum>69</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[4]</style></DisplayText><record><rec-number>69</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="awxvpa0dfesw2bettan5zsvqs5t9s0vr95r0"timestamp="1730311644">69</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>方正余</author><author>徐科軍</author><author>張建國(guó)</author><author>劉錚</author><author>劉文</author><author>樂(lè)靜</author></authors></contributors><auth-address>合肥工業(yè)大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院;</auth-address><titles><title>科氏質(zhì)量流量計(jì)差分驅(qū)動(dòng)方式研究與實(shí)驗(yàn)</title><secondary-title>電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào)</secondary-title></titles><periodical><full-title>電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào)</full-title></periodical><pages>2030-2035</pages><volume>31</volume><number>12</number><keywords><keyword>科氏質(zhì)量流量計(jì)</keyword><keyword>氣液兩相流</keyword><keyword>驅(qū)動(dòng)能量</keyword><keyword>差分驅(qū)動(dòng)方式</keyword></keywords><dates><year>2017</year></dates><isbn>1000-7105</isbn><call-num>11-2488/TN</call-num><urls><related-urls><url>/doi/10.13382/j.jemi.2017.12.021</url></related-urls></urls><electronic-resource-num>10.13382/j.jemi.2017.12.021</electronic-resource-num><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[4]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在單相水流量下測(cè)量精度為0.1級(jí)，重復(fù)性誤差小于0.03%。侯山山等采用集成芯片組成自動(dòng)增益電路，改進(jìn)模擬驅(qū)動(dòng)電路，輸出幅值穩(wěn)定信號(hào)，并創(chuàng)新性加入變電壓信號(hào)控制電路，使流量計(jì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)隨傳感器輸出信號(hào)增大而減小，達(dá)到使流量計(jì)快速穩(wěn)幅起振ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[5]。通過(guò)對(duì)所研發(fā)試驗(yàn)級(jí)驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行仿真分析與實(shí)際測(cè)試，結(jié)果表明，該驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)信號(hào)穩(wěn)定且起振速度比現(xiàn)階段模擬驅(qū)動(dòng)電路起振速度更快，抗干擾能力更強(qiáng)。相較于模擬驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，數(shù)字驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)增加了數(shù)字信號(hào)處理和控制單元，能夠?qū)崟r(shí)反饋和調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)頻率與振幅，從而提高測(cè)量的精度和穩(wěn)定性。數(shù)字驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)包括高精度、快速響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)和適應(yīng)性強(qiáng)。由于可以實(shí)時(shí)調(diào)整驅(qū)動(dòng)信號(hào)，這種系統(tǒng)在多變的工況下表現(xiàn)出色。數(shù)字驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于化工、食品加工、石油、氣體測(cè)量等領(lǐng)域，特別是在對(duì)流量測(cè)量精度要求較高的場(chǎng)合。北京航空大學(xué)樊尚春課題組將DSP應(yīng)用于科式質(zhì)量流量計(jì)的信號(hào)處理、解算，借助DSP芯片的運(yùn)算能力對(duì)信號(hào)深入分析處理，從而解算出流體的質(zhì)量流量ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>鄭德智</Author><Year>2004</Year><RecNum>68</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[6]</style></DisplayText><record><rec-number>68</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="awxvpa0dfesw2bettan5zsvqs5t9s0vr95r0"timestamp="1730308950">68</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>鄭德智,樊尚春</author></authors></contributors><auth-address>北京航空航天大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,北京航空航天大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院北京100083,北京100083</auth-address><titles><title>DSP在科氏質(zhì)量流量計(jì)中的應(yīng)用</title><secondary-title>測(cè)控技術(shù)</secondary-title></titles><periodical><full-title>測(cè)控技術(shù)</full-title></periodical><pages>21-23</pages><number>03</number><keywords><keyword>DSP</keyword><keyword>科氏質(zhì)量流量計(jì)</keyword><keyword>信號(hào)處理</keyword></keywords><dates><year>2004</year></dates><isbn>1008-8829</isbn><call-num>11-1764/TB</call-num><urls><related-urls><url>/doi/10.19708/j.ckjs.2004.03.008</url></related-urls></urls><electronic-resource-num>10.19708/j.ckjs.2004.03.008</electronic-resource-num><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[6]。然而其采用的數(shù)字式過(guò)零方法過(guò)于簡(jiǎn)單，頻率、導(dǎo)致頻率、相位差的計(jì)算精度較低。M.Zamora等采用FPGA數(shù)字驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，顯著提高了系統(tǒng)的靈活性、精度和實(shí)時(shí)性ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Zamora</Author><Year>2008</Year><RecNum>4</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[7]</style></DisplayText><record><rec-number>4</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="xsfdapt9ddfsepesepx5fw2c5vzr9raafats"timestamp="1730313483">4</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>M.Zamora</author><author>M.P.Henry</author></authors></contributors><titles><title>AnFPGAImplementationofaDigitalCoriolisMassFlowMeteringDriveSystem</title><secondary-title>IEEETransactionsonIndustrialElectronics</secondary-title></titles><periodical><full-title>IEEETransactionsonIndustrialElectronics</full-title></periodical><pages>2820-2831</pages><volume>55</volume><number>7</number><dates><year>2008</year></dates><isbn>1557-9948</isbn><urls></urls><electronic-resource-num>10.1109/TIE.2008.925646</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>[7]。FPGA作為系統(tǒng)的核心，其并行處理能力使其非常適合處理復(fù)雜的信號(hào)和控制任務(wù)，負(fù)責(zé)數(shù)字信號(hào)的生成、處理和控制。FPGA數(shù)字驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)其高度的可編程性和實(shí)時(shí)處理能力，為科氏質(zhì)量流量計(jì)的應(yīng)用提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持，顯著提升了流量測(cè)量的性能和可靠性。然而，雖然有許多科研工作者對(duì)全數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行深入的研究，但是由于全數(shù)字驅(qū)動(dòng)技術(shù)復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)困難，并且針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)合需要不同的技術(shù)方案及關(guān)鍵技術(shù)細(xì)節(jié)，距離實(shí)際生產(chǎn)仍有較大的差距ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>徐浩然</Author><Year>2020</Year><RecNum>5</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[8]</style></DisplayText><record><rec-number>5</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="xsfdapt9ddfsepesepx5fw2c5vzr9raafats"timestamp="1730332921">5</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>徐浩然</author><author>徐科軍</author><author>劉文</author><author>張倫</author><author>樂(lè)靜</author><author>黃雅</author><author>劉陳慈</author></authors></contributors><auth-address>合肥工業(yè)大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院;工業(yè)自動(dòng)化安徽省工程技術(shù)研究中心;</auth-address><titles><title>科氏質(zhì)量流量計(jì)中全數(shù)字驅(qū)動(dòng)技術(shù)</title><secondary-title>計(jì)量學(xué)報(bào)</secondary-title></titles><periodical><full-title>計(jì)量學(xué)報(bào)</full-title></periodical><pages>1370-1379</pages><volume>41</volume><number>11</number><keywords><keyword>計(jì)量學(xué)</keyword><keyword>科氏質(zhì)量流量計(jì)</keyword><keyword>全數(shù)字驅(qū)動(dòng)</keyword><keyword>啟振技術(shù)</keyword><keyword>驅(qū)動(dòng)參數(shù)調(diào)節(jié)</keyword></keywords><dates><year>2020</year></dates><isbn>1000-1158</isbn><call-num>11-1864/TB</call-num><urls><related-urls><url>/kcms2/article/abstract?v=tH39KOVtnoF_9tvyPgzuNYBhXLRwE3RF-t-6N43u2rL_KTpNp9zfoPk3sFZ9QEnmu0wZJnmvAC1n1s8NRQIuACy4ZFGAInZ1lVUO6wgGBG9fOm2t0TQsy4vdNidHb3VgbdViCgCbX3oZfAo6tKZqbUkD6w2npO9WjUt8QLvwIwHigUjkP6gk08cN7kRFavIjE8gXdO7bKUA=&uniplatform=NZKPT&language=CHS</url></related-urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[8]。張浩等利用模擬驅(qū)動(dòng)電路頻率無(wú)偏跟蹤特性，結(jié)合數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路控制靈活的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出了一種高精度的科氏流量計(jì)數(shù)模混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>張浩</Author><Year>2020</Year><RecNum>7</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[9]</style></DisplayText><record><rec-number>7</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="xsfdapt9ddfsepesepx5fw2c5vzr9raafats"timestamp="1730332986">7</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>張浩</author><author>趙麗娟</author><author>汪冬</author><author>董純</author></authors></contributors><auth-address>西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院;西安雷信科技有限責(zé)任公司;</auth-address><titles><title>一種高精度科氏流量計(jì)數(shù)?；旌向?qū)動(dòng)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)</title><secondary-title>中國(guó)儀器儀表</secondary-title></titles><periodical><full-title>中國(guó)儀器儀表</full-title></periodical><pages>53-55</pages><number>04</number><keywords><keyword>科氏流量計(jì)</keyword><keyword>數(shù)?；旌?lt;/keyword><keyword>測(cè)量精度高</keyword></keywords><dates><year>2020</year></dates><isbn>1005-2852</isbn><call-num>11-3359/TH</call-num><urls><related-urls><url>/kcms2/article/abstract?v=tH39KOVtnoHMRpUX94mtnkjflij5Y4oHXLjj-z8__Ll06KEO6QhO2Zby8tIRjoulx3GaWkbSwXG1zjmFGT262W7TZAnq_1YcOTB7NYcffCWbVZpQ-LqpH_mYEnFfesj4E_AyaBQ5lj0hLQrGbBm7uu6lGuKHInwiAL3-S29X2F0Bw4rI2HeHXh2MyrEboBUSZNfjoMD6qyA=&uniplatform=NZKPT&language=CHS</url></related-urls></urls><remote-database-provider>Cnki</remote-database-provider></record></Cite></EndNote>[9]。結(jié)果表明，證明該系統(tǒng)具有模擬驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和數(shù)字驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)，跟蹤精度和測(cè)量精度都得到了很大提高，達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)，同時(shí)該系統(tǒng)適應(yīng)性更強(qiáng)，易于推廣應(yīng)用。部分研究工作者在科氏質(zhì)量流量計(jì)的智能化和微型化方面進(jìn)行了一系列創(chuàng)新和改進(jìn)，如智能化顯示、數(shù)據(jù)處理與通信、微型化設(shè)計(jì)、自校準(zhǔn)功能、適應(yīng)性增強(qiáng)等，這些改進(jìn)使得科氏質(zhì)量流量計(jì)在工業(yè)