質(zhì)量流量計(jì)在桶裝液體灌裝線中的應(yīng)用
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一臺(tái)質(zhì)量流量計(jì)的計(jì)量系統(tǒng)包括一臺(tái)傳感器和一臺(tái)用于信號(hào)處理的變送器。質(zhì)量流量計(jì)依據(jù)牛頓第二定律：力=質(zhì)量×加速度（F=ma）
如圖2所示，當(dāng)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)以速度V在對(duì)P軸作角速度ω旋轉(zhuǎn)的管道內(nèi)移動(dòng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)受兩個(gè)分量的加速度及其力：
（1）法向加速度，即向心加速度αr，其量值等于2ωr，朝向P軸；
（2）切向角速度αt，即科里奧利加速度，其值等于2ωV，方向與αr垂直。由于復(fù)合運(yùn)動(dòng)，在質(zhì)點(diǎn)的αt方向上作用著科里奧利力Fc=2ωVm，管道對(duì)質(zhì)點(diǎn)作用著一個(gè)反向力-Fc=-2ωVm。
當(dāng)密度為ρ的流體在旋轉(zhuǎn)管道中以恒定速度V流動(dòng)時(shí)，任何一段長(zhǎng)度Δx的管道將受到一個(gè)切向科里奧利力ΔFc：
ΔFc=2ωVρAΔx （1）
式中，A—管道的流通截面積。
由于存在關(guān)系式：mq=ρVA
所以：ΔFc =2ωqmΔx （2）
因此，直接或間接測(cè)量在旋轉(zhuǎn)管中流動(dòng)流體的科里奧利力就可以測(cè)得質(zhì)量流量。
圖2
流量計(jì)的精度是整個(gè)灌裝系統(tǒng)灌裝精度的最關(guān)鍵因素，從整個(gè)灌裝系統(tǒng)考慮，選用精度較高、重復(fù)性較好、性能穩(wěn)定的質(zhì)量流量計(jì)對(duì)保證系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求至關(guān)重要。
2.5 控制系統(tǒng)組成和控制方案
2.5.1 控制系統(tǒng)組成，見圖3
圖3 自動(dòng)控制系統(tǒng)組成
為盡可能減少現(xiàn)場(chǎng)布線，使系統(tǒng)更合理，功能更完備，操作更方便，在PLC1處設(shè)立一個(gè)MB+主站，在生產(chǎn)線上輸入輸出設(shè)備較為集中的地方設(shè)立幾個(gè)MB+分站，如上圖。
由于系統(tǒng)的灌裝精度要求極高，如果采用一般的流量?jī)x表和模擬量數(shù)據(jù)采集計(jì)算，將無法達(dá)到使用要求，因此，我們?cè)诜桨冈O(shè)計(jì)上除了選用國際上知名品牌的質(zhì)量流量計(jì)作為測(cè)量?jī)x表外，還在數(shù)據(jù)采集和控制終端上采用了國際上最先進(jìn)的施耐德公司的QUANTUM系列產(chǎn)品作為主控制器；為快速采集12臺(tái)質(zhì)量流量計(jì)的頻率輸出脈沖，又配置了三個(gè)高速計(jì)數(shù)模塊（5通道/模塊，100kHz），其采集速度快，硬件配置簡(jiǎn)單、方便。
3 整條生產(chǎn)線特點(diǎn)
（1）整條線主體材質(zhì)為316L,流體密封采用EPDM，滿足防強(qiáng)腐蝕和食品級(jí)的要求。
（2）自動(dòng)化程度高，控制技術(shù)先進(jìn)。
（3）采用質(zhì)量流量計(jì)的灌裝速度是電子稱重式的接近兩倍；
（4）采用質(zhì)量流量計(jì)的灌裝精度比電子稱重式的更高，最高達(dá)到0.1%以內(nèi),而且正負(fù)偏差可以人為設(shè)定；
（5）設(shè)備簡(jiǎn)潔，占地面積小，工作可靠，維修少。
4 結(jié)論
對(duì)于大容量液體的高精度灌裝采用質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量是一種可靠、簡(jiǎn)潔的技術(shù)方案，和電子稱重式比較具有更高的灌裝精度和灌裝速度，且投資少，是一種值得推廣的灌裝技術(shù) (end)
評(píng)論