醬油流量計(jì)-江蘇鼎升儀表有限公司

醬油是中國傳統(tǒng)的調(diào)味品，是中國人餐桌上或*調(diào)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(dòng)人民發(fā)明醬油之釀造純粹是偶然地發(fā)現(xiàn)。中國醬油之制造，早期是一種家事藝術(shù)與秘密，其釀造多由某個(gè)師傅把持，其技術(shù)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(gè)廠在對醬油流量計(jì)的選型特別重視，下面鼎升就詳細(xì)介紹這款性能穩(wěn)定，工況較好的醬油流量計(jì)-液體渦輪流量計(jì)。

一、醬油流量計(jì)概述：

DS-WYLWGY渦輪流量計(jì)是一種精密流量測量儀表，與相應(yīng)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(jì)廣泛用于石油、化工、冶金、科研等領(lǐng)域的計(jì)量、控制系統(tǒng)。配備有衛(wèi)生接頭的液體渦輪流量計(jì)可以應(yīng)用于制藥行業(yè)。

一體化液體渦輪流量計(jì)結(jié)構(gòu)為防爆設(shè)計(jì)，可以顯示流量總量，瞬時(shí)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(dá)5年以上，多功能顯示表電池使用壽命也可達(dá)到12個(gè)月以上。
一體化液體渦輪流量計(jì)表頭可以顯示的流量單位眾多，有立方米，加侖，升，標(biāo)準(zhǔn)立方米，標(biāo)準(zhǔn)升等，可以設(shè)定固定壓力、溫度參數(shù)對氣體進(jìn)行補(bǔ)償，對壓力和溫度參數(shù)變化不大的場合，可使用該儀表進(jìn)行固定補(bǔ)償積算。

二、醬油流量計(jì)細(xì)節(jié)特點(diǎn)：

三、醬油流量計(jì)分類說明：

1、現(xiàn)場顯示型：

本公司生產(chǎn)的智能渦輪流量計(jì)是結(jié)合國內(nèi)外技術(shù)設(shè)計(jì)的新型流量計(jì)顯示儀表，與脈沖信號輸出的流量傳感器（如渦輪、旋渦）配套。可以顯示瞬時(shí)流量和累計(jì)總量。累計(jì)流量：八位數(shù)字，小數(shù)點(diǎn)后面有三位有效數(shù)字。瞬時(shí)流量：六位數(shù)字，可顯示出每升的變化。顯示精度：±1個(gè)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(nèi)置2節(jié)3V鋰電池并聯(lián)供電。當(dāng)電壓低于2.7V時(shí)出現(xiàn)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?jǐn)Q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(shè)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(yīng)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?jǐn)Q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(yuǎn)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(shí)四位，累計(jì)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(jì)算機(jī)連接。

四、醬油流量計(jì)接線圖解：

五、醬油流量計(jì)硬件設(shè)計(jì)：
流量計(jì)采用總線供電，即流量計(jì)儀表表頭的工作電流要從4-20mA的總線上截取，且流量計(jì)儀表表頭的工作電流必須小于4mA，否則無法調(diào)整儀表的零點(diǎn)輸出。

功耗問題是流量計(jì)儀表表頭設(shè)計(jì)的難點(diǎn)之一。解決這一問題的主要方法是用兩個(gè)隔離的電源對流量計(jì)表頭進(jìn)行供電，即采用 DC/DC模塊, 使兩個(gè)電源在4-20mA的總線上串聯(lián)工作，由DC/DC模塊隔離輸出端分擔(dān)部分功耗負(fù)載，確保4～20mA總線環(huán)路上的電流功耗小于3.5mA。這樣不僅解決了功耗問題，而且還提高了流量計(jì)的工作穩(wěn)定性。此外，流量計(jì)表頭均選用低功耗的核心元器件，以降低整機(jī)功耗。

流量計(jì)儀表表頭設(shè)計(jì)的難點(diǎn)之二是流量計(jì)儀表表頭HART通信信號的穩(wěn)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(yùn)行速度，有效利用 CPU的資源，從而提高軟件的運(yùn)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(wěn)定性、可靠性和抗*力。因此，CPU選用C8051F020。

C8051F020系統(tǒng)功耗低，工作電壓范圍為2.7～3.6V，具有多種節(jié)電和停機(jī)模式、C8051F020具有與高速流水線結(jié)構(gòu)8051兼容的CIP-51內(nèi)核 (運(yùn)算速度可達(dá)25 MIPS，在同等條件下C8051F020的運(yùn)行速度比C51的運(yùn)行速度快20倍。而且、C8051F020具有可同時(shí)使用的SMBus(I2CTM兼容 )、SPITM和兩個(gè)UART串口，其 SPI口與外設(shè)交換數(shù)據(jù)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(nèi)資源，使整個(gè)流量計(jì)表頭電路更加簡潔可靠。C8051F020內(nèi)含可編程增益和可編程轉(zhuǎn)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(jì)數(shù)器/定時(shí)器陣列?？捎糜诋?dāng)量脈沖的輸。另外它還具有64kB的Flash存儲器、4352B的 RAM、片內(nèi) JTAG調(diào)試和邊界掃描，軟件調(diào)試十分方便 。

渦輪流量計(jì)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、累計(jì)流量存儲模塊以及顯示和鍵盤處理模塊 。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)框圖如圖 1所示 。

圖 1系統(tǒng)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(yè)股份有限公司自主研制的渦輪流量傳感器 。當(dāng)液體流過傳感器時(shí) ,傳感器產(chǎn)生脈沖信號 。該脈沖信號經(jīng)信號調(diào)理電路放大整形后送到單片機(jī)的計(jì)數(shù)器 T0口[ 4]。 T0設(shè)置為脈沖下降沿計(jì)數(shù)方式 , 對流量脈沖信號進(jìn)行計(jì)數(shù) , 并采用16位定時(shí)器 T3設(shè)定查詢周期 。一到查詢周期 , 系統(tǒng)就響應(yīng)中斷 , 在 T3中斷內(nèi)讀取 T0的計(jì)數(shù)值 , 從而計(jì)算出瞬時(shí)流量 、單次累計(jì)流量和總累計(jì)流量[ 5]。

1.2、HART模塊：
HART協(xié)議通信模塊主要由 HART調(diào)制解調(diào)器HT2012和 D/A轉(zhuǎn)換器 AD421及其外圍電路實(shí)現(xiàn) 。

HARTMODEM采用 Smar公司的 HT2012, 它是符合 Bell202標(biāo)準(zhǔn)的半雙工調(diào)制解調(diào)器，用于實(shí)現(xiàn) HART協(xié)議規(guī)定的數(shù)字通信的編碼或譯碼。該芯片專為 HART儀器設(shè)計(jì)，片內(nèi)集成了符合 Bell202標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)制器、解調(diào)器、時(shí)鐘及定時(shí)電路、檢測控制電路，性價(jià)比較高。

AD421是單片高性能數(shù)模轉(zhuǎn)換器，主要由電壓調(diào)整器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器和電流放大器組成。AD421由外接4 ～ 20 m A環(huán)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(xiàn)場儀表內(nèi)部 MCU傳送的數(shù)字信號，并轉(zhuǎn)換成 4 ～ 20 m A電流。HT2012則從 VIN-節(jié)點(diǎn)接收疊加在 4 ～ 20 m A環(huán)路上的信號，經(jīng)帶通濾波和放大之后進(jìn)行載波檢測。如果檢測到 FSK頻移鍵控信號，則將 IRXA節(jié)點(diǎn)上的 1.2 k Hz的信號解調(diào)為 `1'，將 IRXA節(jié)點(diǎn)上的 2.2 k Hz信號解調(diào)為 `0'，并通過串口通信 RXD0節(jié)點(diǎn)傳輸給 C8051F020。

C8051F020接 收命令幀 并作相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理 ;C8051F020產(chǎn)生要發(fā)回的應(yīng)答幀，應(yīng)答幀的數(shù)字信號由HT2012調(diào)制成相應(yīng)的1.2k Hz和2.2 k Hz的 FSK頻移鍵控信號，即節(jié)點(diǎn)TXD0到節(jié)點(diǎn) OTXA的調(diào)制過程，并經(jīng)過發(fā)送信號整形電路進(jìn)行波形整形后，在 X0節(jié)點(diǎn)經(jīng)AD421疊加在環(huán)路上發(fā)送[ 6]。C8051F020外接 1.843 2 MHz晶振 , 4分頻后作為HART調(diào)制解調(diào)的時(shí)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(wěn)壓電路構(gòu)成 。脈沖輸出采用控制 P1.4口的高低電平翻轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn) ?？紤]到儀表安全性 , 流量計(jì)的脈沖輸出模塊均需要隔離保護(hù) , 系統(tǒng)選用功耗低的高速 CMOS信號隔離器 , 連接單片機(jī)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(wěn)壓管 Z1穩(wěn)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(dāng) P1.4和P OUT為高電平時(shí) , Q1導(dǎo)通 、Q2截止 , 節(jié)點(diǎn) Pulse-O輸出高電平 ;當(dāng) P1.4和 P OUT為低電平時(shí) , Q1截止 、Q2導(dǎo)通 , 節(jié)點(diǎn) Pulse-O輸出低電平 。

圖 3　脈沖輸出電路圖
1.4、累計(jì)流量存儲：

為了存儲累計(jì)流量 、各個(gè)流量段的流量系數(shù) 、脈沖輸出當(dāng)量系數(shù)和流量量程等重要數(shù)據(jù) , 系統(tǒng)外擴(kuò)了一個(gè)鐵電存儲器 FM24CL16。 FM24CL16的工作方式基于 I2C總線 , 它可與 C8051F020單片機(jī)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(chǎn) 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(shí)流量 。此外 , 顯示模塊還用于鍵盤設(shè)置時(shí)的各項(xiàng)提示 。鍵盤采用 4按鍵 , 直接與單片機(jī)的 P3口連接 , 并采用查詢方式 。當(dāng)查詢到有鍵按下時(shí) , 執(zhí)行相應(yīng)功能 。鍵盤設(shè)置主要用于各個(gè)流量段的流量系數(shù) 、脈沖輸出當(dāng)量和流量量程的設(shè)置與查看 。

六、醬油流量計(jì)安裝、使用和調(diào)整：

① 安裝：

傳感器的安裝方式根據(jù)規(guī)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(jié)構(gòu)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(wǎng)  7.座

過濾器結(jié)構(gòu)圖

圖（一）  LWGY—4～10傳感器結(jié)構(gòu)及安裝尺寸示意圖

1. 殼體  2．前導(dǎo)向件  3．葉輪  4．后導(dǎo)向件  5．前置放大器

圖（二）  LWGY—15～40傳感器結(jié)構(gòu)及安裝尺寸示意圖

1. 球軸承  2．前導(dǎo)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(diào)整：

•   使用時(shí)，應(yīng)保持被測液體清潔，不含纖維和顆粒等雜質(zhì)。

•   傳感器在開始使用時(shí)，應(yīng)先將傳感器內(nèi)緩慢的充滿液體，然后再開啟出口閥門，嚴(yán)禁傳感器處于無液體狀態(tài)時(shí)受到高速流體的沖擊。

•   傳感器的維護(hù)周期一般為半年。檢修清洗時(shí)，請注意勿損傷測量腔內(nèi)的零件，特別是葉輪。裝配時(shí)請看好導(dǎo)向件及葉輪的位置關(guān)系。

•   傳感器不用時(shí)，應(yīng)清洗內(nèi)部液體，且在傳感器兩端加上防護(hù)套，防止塵垢進(jìn)入，然后置于干燥處保存。

•   配用時(shí)的過濾器應(yīng)定期清洗，不用時(shí)，應(yīng)清洗內(nèi)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(shè)（埋地時(shí)應(yīng)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(zhuǎn)觀察有無顯示，當(dāng)有顯示時(shí)再安裝傳感器。若無顯示，應(yīng)檢查有關(guān)各部分，排除故障。

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七、鼎升儀表的種類和性能簡介：

分類方法很多，根據(jù)不同原則可以對自動(dòng)化儀表進(jìn)行不同的分類。我們根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中數(shù)據(jù)采集的不同特點(diǎn)，從以下幾方面對化工自動(dòng)化儀表進(jìn)行分析。

1、溫度儀表。化工生產(chǎn)的特點(diǎn)是在一定溫度和壓力下，使原料發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)或變化，因此，對于生產(chǎn)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(shù)的發(fā)展特別是現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用，熱電阻、熱電偶信 號直接進(jìn)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

2、壓力儀表。壓力是化工生產(chǎn)中*的，沒有一定的壓力，反應(yīng)就會(huì)發(fā)生，生產(chǎn)就不能進(jìn)行。而因壓力往往關(guān)系到生產(chǎn)、設(shè)備和人身安全，因此，壓力儀表是非常關(guān)鍵的。一般壓力范圍為負(fù)壓到300Mpa（高壓聚乙烯反應(yīng)器）。

因?yàn)閴毫Φ臏y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(yīng)用的范圍有高溫介質(zhì)、脈動(dòng)介質(zhì)、腐蝕介質(zhì)、粘稠狀、粉狀、易結(jié)晶介質(zhì)的壓力測量，精度可達(dá)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(yàn)儀）3類。作為壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)除采用壓力變送器將信號送至DCS或其它調(diào)節(jié)器外，位移平衡式基地式調(diào)節(jié)器仍常用于現(xiàn)場測量和控制。

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

4、流量儀表。流量的測量是化工生產(chǎn)中多的控制環(huán)節(jié)，也是溫、壓、液（位）、流四大參數(shù)中內(nèi)容豐富的一個(gè)門類。我們所說的流量，不是一般的流速，是單位時(shí)間內(nèi) 流經(jīng)有效截面的流體的體積和質(zhì)量，有時(shí)還要測量管道中一段時(shí)間內(nèi)流過的累積流體的體積和質(zhì)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(zhì)的流量；高粘度介質(zhì)強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的流量；粉料、粘污介質(zhì)的流量；脈動(dòng)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(dǎo)法測量質(zhì)量流量。實(shí)際上細(xì)分有節(jié)流式或壓差式（孔板、噴嘴）、速度式（水表、渦輪、靶式、電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、渦街、質(zhì)量流量計(jì)等）。

5、在線過程分析儀?，F(xiàn)代化工生產(chǎn)自動(dòng)化需要全部的工

藝參數(shù)的自動(dòng)化測量與控制，因此，生產(chǎn)過程中對溫度、壓力、流量、液位等工藝參數(shù)的保證，只是間接保證終產(chǎn)品或中間產(chǎn)品的質(zhì)量合格，而對過程中物料成 分直接分析和對終產(chǎn)品的成分分析是生產(chǎn)過程控制成功與否的根據(jù)，在線過程分析儀的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)控制和分析的*自動(dòng)化。在應(yīng)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(zhì)譜、紫外及紅外光譜、核磁、電鏡、原子吸收及等離子發(fā)射光譜、電化學(xué)等分析儀器。

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1、經(jīng)我公司所銷售的儀表系列產(chǎn)品，確保兩年內(nèi)提供同等價(jià)位的產(chǎn)品及備品備件的銷售,并按需方要求免費(fèi)提供相應(yīng)的技術(shù)支持。
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4、沒有一種所謂*的流量計(jì)，針對于特定的工況總有一種合適的流量計(jì)！
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