醬油流量計-江蘇鼎升儀表有限公司

醬油是中國傳統的調味品，是中國人餐桌上或*調味料。

醬油是由醬演變而來，早在三千多年前，中國周朝就有制做醬的記載了。而中國古代勞動人民發明醬油之釀造純粹是偶然地發現。中國醬油之制造，早期是一種家事藝術與秘密，其釀造多由某個師傅把持，其技術往往是由子孫代代相傳或由一派的師傅傳授下去，形成某一方式之釀造法。如今的醬油超市、小賣部、餐館隨處都有醬油的身影，每家每戶都離不開它。

那么醬油的需求量這么大，各個廠在對醬油流量計的選型特別重視，下面鼎升就詳細介紹一款經濟實用款（液體渦輪流量計）和高精度款（橢圓齒輪流量計）。

一、醬油流量計（經濟實用款）：

DS-WYLWGY渦輪流量計是一種精密流量測量儀表，與相應的流量積算儀表配套可用于測量液體的流量和總量。液體渦輪流量計廣泛用于石油、化工、冶金、科研等領域的計量、控制系統。配備有衛生接頭的液體渦輪流量計可以應用于制藥行業。

一體化液體渦輪流量計結構為防爆設計，可以顯示流量總量，瞬時流量和流量滿度百分比。電池采用長效鋰電池，單功能積算表電池使用壽命可達5年以上，多功能顯示表電池使用壽命也可達到12個月以上。
一體化液體渦輪流量計表頭可以顯示的流量單位眾多，有立方米，加侖，升，標準立方米，標準升等，可以設定固定壓力、溫度參數對氣體進行補償，對壓力和溫度參數變化不大的場合，可使用該儀表進行固定補償積算。

特點：

分類說明：

1、現場顯示型：

本公司生產的智能渦輪流量計是結合國內外技術設計的新型流量計顯示儀表，與脈沖信號輸出的流量傳感器（如渦輪、旋渦）配套?？梢燥@示瞬時流量和累計總量。累計流量：八位數字，小數點后面有三位有效數字。瞬時流量：六位數字，可顯示出每升的變化。顯示精度：±1個顯示單位。脈沖輸出：1-3000Hz外供+12-+24VCD電源。電流輸出：4-20mA外供+24VCD電源（兩線制）內置2節3V鋰電池并聯供電。當電壓低于2.7V時出現欠壓指示，隔爆型。小信號切除功能。

2、脈沖輸出型：

工作電壓：+12VCD或+24VCD兩種（客戶訂貨前必須選定一種供電電源）。信號傳輸距離：小于250米。輸出信號：方波信號幅值：+12VCD供電幅值大約為10V,+24VCD供電幅值大約為20V。安裝：放大器和渦輪流量傳感器連接為M16×1.5螺紋，渦輪流量傳感器安裝完后，把放大器擰到渦輪流量傳感器上，用手擰到感覺放大器到底后再把鎖緊螺母帶緊。接線：脈沖輸出型放大器對外引線為三根，紅線、白線和屏蔽。紅線接正電源，白線為脈沖輸出和其他顯示儀或設備連接，屏蔽接地。

3、4~20mA輸出型

工作電壓：外供電+24VCD（兩線制）。輸出信號：4~20mA或1-5V、4mA對應渦輪流量傳感器零流量，20mA對用渦輪流量傳感器，流量范圍見渦輪流量傳感器銘牌。信號傳輸距離：小于250米。安裝：渦輪流量傳感器安裝完后，把放大器擰到渦輪流量傳感器接頭處（M16×1.5螺紋）用手擰到感覺放大器到底后再把鎖緊螺母帶緊。接線：4~20mA輸出型放大器對外引線為紅線和白線。紅線為電源線，白線為信號線。

4、分體遠傳顯示型

工作電壓：外電源供電220VAC。信號傳輸距離：小于250米。顯示儀瞬時四位，累計總量九位顯示。顯示儀尺寸：橫式160mm×80mm,豎式80mm×160mm。顯示儀帶4~20mA輸出并能與計算機連接。

硬件設計：
  流量計采用總線供電 , 即流量計儀表表頭的工作電流要從 4 ～ 20 m A的總線上截取 , 且流量計儀表表頭的工作電流必須小于 4 m A, 否則無法調整儀表的零點輸出 。
  功耗問題是流量計儀表表頭設計的難點之一 。解決這一問題的主要方法是用兩個隔離的電源對流量計表頭進行供電, 即采用 DC/DC模塊, 使兩個電源在 4 ～20 m A的總線上串聯工作 , 由 DC/DC模塊隔離輸出端分擔部分功耗負載 , 確保 4 ～ 20 m A總線環路上的電流功耗小于 3.5 m A。這樣不僅解決了功耗問題 , 而且還提高了流量計的工作穩定性 。此外 , 流量計表頭均選用低功耗的核心元器件 , 以降低整機功耗 。
  流量計儀表表頭設計的難點之二是流量計儀表表頭 HART通信信號的穩定性和可靠性問題 。要解決這一問題 , 首先 , 在功耗允許的情況下提高 CPU的運行速度 , 有效利用 CPU的資源 , 從而提高軟件的運行效率 ;其次是采用 HART成熟 的通信濾波電路 , 確保HART通信的穩定性 、可靠性和抗干擾能力 。因此 ,CPU選用 C8051F020。
  C8051F020系統功耗低 , 工作電壓范圍為 2.7 ～3.6 V, 具有多種節電和停機模式 ;C8051F020 具有與高速流水線結構 8051兼容的 CIP-51內核 (運算速度可達 25 MIPS), 在同等條件下 C8051F020的運行速度比 C51的運行速度快 20倍 ;而且 , C8051F020具有可同時使用的 SMBus(I2CTM兼容 )、SPITM和兩個 UART串口 , 其 SPI口與外設交換數據能大大減少軟件開銷 , 提高 CPU的工作效率[ 3]。另外 , 可充分利用 C8051F020豐富的片內資源 , 使整個流量計表頭電路更加簡潔可靠 。   C8051F020內含可編程增益和可編程轉換速率的12位 快 速 A/D, 可 用 于 采 集 溫 度 和 壓 力 信 號 ;C8051F020還具有可編程的 16位計數器 /定時器陣列 , 可用于當量脈沖的輸出 ;另外 , 它還具有 64 k B的Flash存儲器 、4 352 B的 RAM、片內 JTAG調試和邊界掃描 , 軟件調試十分方便 。
  渦輪流量計表頭主要包括核心控制器件 C8051F020、流量脈沖信號采集模塊 、HART模塊 、脈沖輸出模塊 、累計流量存儲模塊以及顯示和鍵盤處理模塊 。系統硬件設計框圖如圖 1所示 。

圖 1系統硬件框圖
1.1、流量脈沖信號采集：
  渦輪流量傳感器采用重慶耐德工業股份有限公司自主研制的渦輪流量傳感器 。當液體流過傳感器時 ,傳感器產生脈沖信號 。該脈沖信號經信號調理電路放大整形后送到單片機的計數器 T0口[ 4]。 T0設置為脈沖下降沿計數方式 , 對流量脈沖信號進行計數 , 并采用16位定時器 T3設定查詢周期 。一到查詢周期 , 系統就響應中斷 , 在 T3中斷內讀取 T0的計數值 , 從而計算出瞬時流量 、單次累計流量和總累計流量[ 5]。

1.2、HART模塊：
HART協議通信模塊主要由 HART調制解調器HT2012和 D/A轉換器 AD421及其外圍電路實現 。
HARTMODEM采用 Smar公司的 HT2012, 它是符合 Bell202標準的半雙工調制解調器，用于實現 HART協議規定的數字通信的編碼或譯碼。該芯片專為 HART儀器設計，片內集成了符合 Bell202標準的調制器、解調器、時鐘及定時電路、檢測控制電路，性價比較高。
AD421是單片高性能數模轉換器，主要由電壓調整器、數模轉換器和電流放大器組成。AD421由外接4 ～ 20 m A環路主電源供電，并為其他器件提供 3.0 V供電電壓 。
AD421通過串行接口接收現場儀表內部 MCU傳送的數字信號，并轉換成 4 ～ 20 m A電流。HT2012則從 VIN-節點接收疊加在 4 ～ 20 m A環路上的信號，經帶通濾波和放大之后進行載波檢測。如果檢測到 FSK頻移鍵控信號，則將 IRXA節點上的 1.2 k Hz的信號解調為 `1'，將 IRXA節點上的 2.2 k Hz信號解調為 `0'，并通過串口通信 RXD0節點傳輸給 C8051F020。
C8051F020接 收命令幀 并作相應的數據處理 ;C8051F020產生要發回的應答幀，應答幀的數字信號由HT2012調制成相應的1.2k Hz和2.2 k Hz的 FSK頻移鍵控信號，即節點TXD0到節點 OTXA的調制過程，并經過發送信號整形電路進行波形整形后，在 X0節點經AD421疊加在環路上發送[ 6]。C8051F020外接 1.843 2 MHz晶振 , 4分頻后作為HART調制解調的時鐘信號源[ 7]。電路圖如圖 2所示 。

圖 2　HT2012電路、濾波電路與整形電路圖
1.3、脈沖輸出模塊：
  脈沖輸出模塊主要由高速光耦隔離器和穩壓電路構成 。脈沖輸出采用控制 P1.4口的高低電平翻轉來實現 。考慮到儀表安全性 , 流量計的脈沖輸出模塊均需要隔離保護 , 系統選用功耗低的高速 CMOS信號隔離器 , 連接單片機端由 AD421的輸出電壓供電 , 用戶檢測端由用戶供電 。由于用戶通常提供 DC12 V或 DC24 V電源 , 所以采用穩壓管 Z1穩壓 5 V給光耦的另一端供電 , 脈沖輸出電路如圖 3所示 。 圖 3中 , VW +、VW-為用戶提供的外接 DC12 V或 DC24 V電源輸入端 , Q1、Q2為三極管 。在脈沖輸出過程中 , 當 P1.4和P OUT為高電平時 , Q1導通 、Q2截止 , 節點 Pulse-O輸出高電平 ;當 P1.4和 P OUT為低電平時 , Q1截止 、Q2導通 , 節點 Pulse-O輸出低電平 。

圖 3　脈沖輸出電路圖
1.4、累計流量存儲：
  為了存儲累計流量 、各個流量段的流量系數 、脈沖輸出當量系數和流量量程等重要數據 , 系統外擴了一個鐵電存儲器 FM24CL16。 FM24CL16的工作方式基于 I2C總線 , 它可與 C8051F020單片機硬件上的 SM-Bus兼容 。
1.5、顯示與鍵盤處理模塊：
  顯示 模 塊 采 用 長 沙太 陽 人 有 限 公司 生 產 的SMS2411液晶屏 , *行顯示 10位的總累積流量 , 第二行顯示 6位的單次累積流量與 3位的液體溫度 , 第三行顯示 5位的瞬時流量 。此外 , 顯示模塊還用于鍵盤設置時的各項提示 。鍵盤采用 4按鍵 , 直接與單片機的 P3口連接 , 并采用查詢方式 。當查詢到有鍵按下時 , 執行相應功能 。鍵盤設置主要用于各個流量段的流量系數 、脈沖輸出當量和流量量程的設置與查看 。

安裝、使用和調整：

① 安裝：

傳感器的安裝方式根據規格不同，采用螺紋或法蘭連接，安裝方式見圖（一）、圖（二）、圖（三），安裝尺寸見表（二）。

1.過濾器 2.前直管段 3.葉輪 4.前置放大器 5.殼體 6.后直管段

整表結構圖

1. 壓緊圈  2.螺栓4×14  3.墊圈  4.密封墊圈

5.鋼絲1Cr18Ni9Ti-0.8×2.5  6.過濾網  7.座

過濾器結構圖

圖（一）  LWGY—4～10傳感器結構及安裝尺寸示意圖

1. 殼體  2．前導向件  3．葉輪  4．后導向件  5．前置放大器

圖（二）  LWGY—15～40傳感器結構及安裝尺寸示意圖

1. 球軸承  2．前導向件  3．漲圈  4．殼體

5．前置放大器  6．葉輪  7．軸承   8．軸

 ②使用和調整：

•   使用時，應保持被測液體清潔，不含纖維和顆粒等雜質。

•   傳感器在開始使用時，應先將傳感器內緩慢的充滿液體，然后再開啟出口閥門，嚴禁傳感器處于無液體狀態時受到高速流體的沖擊。

•   傳感器的維護周期一般為半年。檢修清洗時，請注意勿損傷測量腔內的零件，特別是葉輪。裝配時請看好導向件及葉輪的位置關系。

•   傳感器不用時，應清洗內部液體，且在傳感器兩端加上防護套，防止塵垢進入，然后置于干燥處保存。

•   配用時的過濾器應定期清洗，不用時，應清洗內部的液體，同傳感器一樣，加防塵套，置于干燥處保存。

•   傳感器的傳輸電纜可架空或埋地敷設（埋地時應套上鐵管。）

•   在傳感器安裝前，先與顯示儀表或示波器接好連線，通電源，用口吹或手撥葉輪，使其快速旋轉觀察有無顯示，當有顯示時再安裝傳感器。若無顯示，應檢查有關各部分，排除故障。

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二、醬油流量計（高精度款）

DS-WYLC齒輪式瀝青流量計是一種精密流量測量儀表，具有結構簡單、輕巧、精度高、復現性好、反應靈敏，安裝維護使用方便等特點的橢圓齒輪流量計，與相應的流量積算儀表配套可用于測量液體的瞬時流量和累積流量。測量精度高,受液體粘度影響小,表前不需要安裝直管段，是流量計量和節能的理想儀表。廣泛用于石油、化工、冶金、科研等領域的計量、控制系統及高粘度介質的累積流量測量。

如何提高橢圓齒輪流量計計量精度：

1、正確的選型

在已經選定流量計種類的情況下，緊接著就是對流量計的規格以及配套原件的選擇，這是至關重要的一步。因為只有選型正確無誤，顧客才能用的好。然而在選型中要堅持兩條基本原則：一要保證使用精度，二要保證生產安全。要做到這兩點就必須落實好三個選型參數，1.近期和遠期的大小2.常用的瞬時流量3.被測介質的設計壓力和工作壓力。

2、使用前的標校

首先考慮到目前對這類流量計的現場標校還存在一些困難，其次如果購置又是將此流量計用于重要的計量場合，例如大流量的貿易計量或者計量糾紛比較突出的測量點，并且使用現場也不具備流量現場標校的條件，那么這種情況下，單單憑購買時由生產廠家提供的一張合格證證明就輕易判斷流量計全部性能都合格，這就有些為時過早了。因此，為了確保流量計在今后使用過程中測量結果的可靠性和準確性，就有必要在正式現場安裝之前將流量計送往具有及資質的檢測部門進行一次全流量范圍內的系統檢定。

3、嚴謹的工藝安裝

雖然這種流量計對工藝安裝及使用環境沒有太多的特殊要求，但任何一類流量計都有這樣的一種共性，就是盡可能避免震動及高溫環境，保持流量計前后直管段內壁光滑平直，保證被測介質為潔凈的單向流體等。

4、加強后期的管理

流量計雖然具有多種自動處置功能和微功耗的特點，但投入運行以后任然需要加強管理，比如，為了保證流量計長期工作的穩定性和準確性，就應定期進行系統標校，抄錄表頭數據，更換介質參數以及不定時查看電池情況，檢查流量計系數及鉛封等。

5、注意內部維護

如果由于氣體介質有雜質或者其他原因需要對流量計的測量腔內及其構件進行檢查或清洗，那么應特別注意以下這點：對于同款式同規格的流量計，其發生體.導流體等核心組件不能互換，否則，需要重新標定儀表的計量系數，并對其配帶的溫度及壓力傳感器進行系數校正。

工作原理：

當介質在測量管中流動時，因其自身的動能與靶板產生壓差，而產生對靶板的作用力，使靶板產生微量的位移，其作用力的大小與介質流速的平方成正比，其數學公式：

F = Cd·A·ρ·V2/2

F:靶板所受的作用力

Cd：流體阻力系數

A：靶板對測量管軸向投影面積

ρ：工況下介質密度

V：介質在測量管中的特征流速

分類特點：

1、DS-WYLC-A型 鑄鐵橢圓齒輪流量計，廣泛用于各種油品及對鑄鐵*液體介質的計量。

2、DS-WYLC-E型 鑄鋼橢圓齒輪流量計，用于高壓、低腐蝕性介質的計量。

3、DS-WYLC-B型 不銹鋼橢圓齒輪流量計，廣泛用于有較強腐蝕性液體介質，如酸、堿、鹽及有機化合物等的計量。

流量測量與流體的流動狀態無關，這是因為橢圓齒輪流量計是依靠被測介質的壓頭推動橢圓齒輪旋轉而進行計量的。

粘度愈大的介質，從齒輪和計量空間隙中泄漏出去的泄漏量愈小，因此核測介質的粘皮愈大，泄漏誤差愈小，對測量愈有利。

流量計保養及維護：

高溫橢圓齒輪流量計在通電后，檢查各部位螺絲有無松動，如有松動盡快緊固，接通電源后觀察面板上的電源指示燈是否亮，以檢查電源是否接通，按動升降按鈕檢查是否正常，如正常，根據試件需要配備不同規格試模托板及上壓板，調節緊固好工作臺上立柱螺母及托板上螺絲。先將試模筒相應的壓板及托板找齊配備好，把托板裝在上升螺桿上，放上相應試模，把壓板裝在立柱上的面板上用擰緊螺絲，再擰緊立柱上兩微調節螺母，按動“升”按鈕，使升降桿上升，直到試筒內試件脫出，再按“停”按鈕，停機，取出試件和試模筒，按“降”按鈕，降到低時，自動停機。流量計運行前該注意，使用完畢后也該注意保養及維護，總結以下5點：
1、在使用流量計時，先將電源插頭插座，接通電源，使用完畢，請將電源插頭拔下使整機斷電；
2、動力柜內裝有三相雙速電機、兩個交流接觸器、兩個行程控制開關，當出現接通電源，而電源指示燈不亮時可檢查一下電源插頭是否接觸好；
3、在使用中如出現電機帶不動（即電機轉動，而推動座不上升），可打開動力柜后蓋適當調整電機位置，使三角皮帶張緊，即可正常運轉；
4、使用完畢，請將流量計立柱上，下托盤，推動座等擦干凈，套上防塵罩，如較長時間不用，可在表面涂防銹油，以防零件銹蝕；
5、為了安全起見，請用戶接地使用。

安裝說明：

1.橢圓齒輪流量計前應安裝過濾器，兩者殼體上箭頭指向與流動方向*。

2.當被測液體含有氣體時，橢圓齒輪流量計前應安裝氣體分離器。

3.不論管路是垂直還是水平安裝，但橢圓齒輪流量計中的橢圓齒輪軸安裝成水平位置。(表盤應與地面垂直)

4.橢圓齒輪流量計在正確安裝情況下，如果不易看清讀數，可把計數器轉向180°或90°即可。

5.橢圓齒輪流量計在安裝之前先用竹棍從出口處把齒輪推幾次，如發現不動，可用汽油浸泡 (避免出廠校驗后內存沉淀物)

6.節流閥應安裝在橢圓齒輪流量計進口處，開關閥安裝在出口處，在開閉各閥門時要緩慢啟動，不要急速開啟或關閉閥門。

7.嚴禁用掃線蒸汽通過橢圓齒輪流量計。

8.在連續使用部門，橢圓齒輪流量計需加旁通管道。

9.橢圓齒輪流量計安裝前，管道需沖洗，沖洗時采用直管段(替代橢圓齒輪流量計位置)防止焊渣、雜物等進入橢圓齒輪流量計。

10.嚴禁用水校驗鑄鐵材質組成的橢圓齒輪流量計。

11.橢圓齒輪流量計在使用時流量大小不得超過技術要求。橢圓齒輪流量計工作在zui大流量50~80%zui合適。

12.被測液體如具有化學腐蝕性，必須用耐腐蝕不銹鋼材質的橢圓齒輪流量計。

三、鼎升儀表的種類和性能簡介：

分類方法很多，根據不同原則可以對自動化儀表進行不同的分類。我們根據實際生產中數據采集的不同特點，從以下幾方面對化工自動化儀表進行分析。

1、溫度儀表?；どa的特點是在一定溫度和壓力下，使原料發生一定的化學反應或變化，因此，對于生產中的溫度控制是不可避免的。一般需要指示的溫度范 圍為-200～+1800℃，方式一般為接觸式測量。常用的儀器儀表是熱電阻、熱電偶。由于電子技術的發展特別是現場總線技術的應用，熱電阻、熱電偶信 號直接進入DCS或其它溫度采集儀表，一體化的溫度變送器（兩線制）等，使溫度控制實現自動化。

2、壓力儀表。壓力是化工生產中*的，沒有一定的壓力，反應就會發生，生產就不能進行。而因壓力往往關系到生產、設備和人身安全，因此，壓力儀表是非常關鍵的。一般壓力范圍為負壓到300Mpa（高壓聚乙烯反應器）。

因為壓力的測量原理有多種，壓力儀表的種類也較多，有壓力傳感器、變送器和特種壓力儀表等，應用的范圍有高溫介質、脈動介質、腐蝕介質、粘稠狀、粉狀、易結晶介質的壓力測量，精度可達0.1級。

為了測量不同場合的壓力，壓力表可分為：液柱式、彈性式、活塞式（壓力校驗儀）3類。作為壓力調節系統除采用壓力變送器將信號送至DCS或其它調節器外，位移平衡式基地式調節器仍常用于現場測量和控制。

3、物位儀表。在化工生產中，往往需要對原料、半成品和成品的液位進行測量，由于測量過程與被測物料特性關系密切，所以除浮力式儀表外，物料儀表沒有通用產品，按測量方式分為直讀式、浮力式、這方面的典型代表的產品有磁翻板液位計，玻璃板液位計等。靜壓式（差壓、壓力）、電接觸式、電容式、超聲波式、雷達式、重垂式、輻射式、激光式、音叉式、磁致伸縮式、矩陣 渦流式等，其中雷達式（0.3%）、磁致伸縮式（0.05%）以及矩陣渦流式液位計（±1mm）精度高，在石化行業的應用逐步普及。

4、流量儀表。流量的測量是化工生產中多的控制環節，也是溫、壓、液（位）、流四大參數中內容豐富的一個門類。我們所說的流量，不是一般的流速，是單位時間內 流經有效截面的流體的體積和質量，有時還要測量管道中一段時間內流過的累積流體的體積和質量（流量積算儀）。由于不同條件下對流量測量的要求不同，有大口 徑流量、微小流量；高、低溫介質的流量；高粘度介質強腐蝕介質的流量；粉料、粘污介質的流量；脈動流、多相流等流量。

流量測量原理上大致分有速度法、容積法測量體積流量，直接法、推導法測量質量流量。實際上細分有節流式或壓差式（孔板、噴嘴）、速度式（水表、渦輪、靶式、電磁流量計、超聲波流量計、渦街、質量流量計等）。

5、在線過程分析儀?，F代化工生產自動化需要全部的工

藝參數的自動化測量與控制，因此，生產過程中對溫度、壓力、流量、液位等工藝參數的保證，只是間接保證終產品或中間產品的質量合格，而對過程中物料成 分直接分析和對終產品的成分分析是生產過程控制成功與否的根據，在線過程分析儀的應用，可以實現化工生產控制和分析的*自動化。在應用中，在線過程分 析儀往往要與高精尖分析儀器配套使用，一般包括液相色譜、氣相色譜、質譜、紫外及紅外光譜、核磁、電鏡、原子吸收及等離子發射光譜、電化學等分析儀器。

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