衛生型差壓式流量計在生物、制藥、食品和衛生等行業的應用，衛生型差壓式流量計可滿足衛生級和多參數測量需求——衛生型差壓式流量計內部采用*設計和拋光處理，滿足了食品和制藥行業的衛生級要求。流量計內部集成的管道壓力測量和流體溫度測量傳感器，使其在測量流體流量的同時，還能實現對流體介質的壓力和溫度的同時測量和輸出。本文詳細地介紹了衛生型差壓式流量計的構成、工作原理和應用方法，通過與其他常用流量計的比較分析，體現其應用優勢和現實意義。
如圖所示，差壓式流量計左側部分為衛生級不銹鋼殼體，右側部分為電子部件腔體。不銹鋼殼體為一個直通式管道，內部采用無縫隙和*設計。直通式管道內部表面經過衛生級拋光處理。在直通式管道內設置一個差壓傳感器膜盒，從而形成節流裝置，將差壓傳感器膜盒的正側面面向流體的流動方向，差壓傳感器膜盒的負側面平行于流體的流動方向。當流體流經這個直通式管道式時，由于管道內部差壓傳感器膜盒的節流效應，使得差壓傳感器膜盒的正負側形成壓力差。而差壓傳感器膜盒內部設置有差壓測量芯片、靜壓測量芯片和溫度測量芯片，使其能夠測量獲得差壓傳感器膜盒正負側的壓差信號、管道的靜壓信號和流體的溫度信號。
衛生型差壓式流量計的工作原理是當流體流經節流裝置時，節流裝置內部的差壓傳感器前后產生壓力差(P1-P2)，該壓力差與流量存在著一定的函數關系，流量越大，壓力差就越大。經設置在電子部件腔體內的信號采集處理器經運算后將此壓力差信號轉換成瞬時流量信號后以4~20?mA的標準信號輸出，并在顯示塊上顯示瞬時流量值;同樣，差壓傳感器膜盒內部的靜壓測量芯片和溫度測量芯片，使其能夠測量獲得管道內流體的壓力和溫度信號，經設置在電子部件腔體內的信號采集處理器經運算后將管道壓力和流體溫度以4~20?mA的標準信號分別輸出，并在顯示模塊上顯示管道壓力值和溫度值。*終實現了安裝一臺差壓式流量計同時獲得流量、壓力和溫度三種信號的目的。
而電子部件腔體內的信號采集處理器將獲得的瞬時流量信號經流量積算儀計算后，實現流體流量的累計計量，并在顯示模塊上顯示。
除了瞬時流量和累計流量的輸出外，其差壓傳感器內部還集成了壓力傳感器和溫度傳感器，因此還可以輸出管道壓力和液體溫度信號。
補償與標定
溫度補償
常規流量計在使用過程中，都會受環境和介質溫度的影響，流量計輸出信號會產生明顯波動。鑒于這些原因，在衛生型差壓式流量計檢測元件(傳感器膜盒)的生產過程中，我們按照-20℃~85℃溫度段補償。在-20℃~85℃溫度段內平均分為5個溫度點，每個溫度點上再加不同的壓力差(ΔP)進行調校。通過這種寬溫度段多壓力點的補償方法，衛生型差壓式流量計受溫度的影響明顯大幅度減小。下面是從實驗報告中摘錄的一組編號RS0201#傳感器(ΔP量程0~6 kPa)溫度補償前后的實驗數據，測試結果如表1所示。
衛生型差壓式流量計采用標準表法分段標定。標準表選用0.3級高精度的電磁流量計，流量計和它串聯在同一密閉管道中。兩臺流量計都裝有流量計數器，以便所有數據能夠同步采集。
行業應用優點
在制藥或食品行業測量有衛生型需求的水等流體時，大多數企業采用浮子流量計、渦輪流量計、孔板流量計、渦街流量計和科氏力流量計等流量裝置。但是以上流量計由于本身結構或者使用成本等諸多的限制，都有許多不足之處。我們就以下幾個典型的流量計在制藥或食品行業對純水的測量為例，進行刨析。
浮子流量計
浮子流量計的結構與原理：浮子流量計的主要測量元件為一根小端向下，大端向上的垂直安裝的錐形玻璃管及其在內可以上下移動的浮子。流體自下而上流經錐形管時被浮子節流，而此時浮子的上下游之間產生壓力差，浮子在此差壓作用下上升。當浮子所受差壓力、重力、浮力及粘性力的合力為零時，浮子處于平衡位置。因此，流體流量與浮子的上升高度，即與流量計的流通面積之間存在一定的比例關系。
測量純水的優缺點：結構簡單，成本較低;但對流體的測量精度較低，只能達到1.0級;測量元件浮子在移動時易與管壁摩擦，容易造成浮子損耗;浮子與管壁有間隙，易滋生**，不適合測量純水流量。
孔板流量計
孔板流量計的結構與原理：孔板流量計包括節流件、測量管和引壓管(高壓、低壓端)。當流體通過節流件附近造成局部收縮，流速增加，在其上、下游兩側產生靜壓力差。 該壓力差和流體流速成正比，即可得出流速和流量。
測量純水的優缺點：結構簡單，成本較低;但對流體的測量精度低;測量元件(節流件)與測量管之間有死角隙，易滋生**，不適合測量純水流量。
渦街流量計
渦街流量計的結構與原理：渦街流量計主要測量單元是由測量導管和漩渦發生體以及檢測探頭組成。測量管中垂直插入一個柱狀漩渦發生體時，流體通過柱狀漩渦發生體兩側就交替地產生有規則的漩渦，檢測探頭來檢測漩渦的釋放頻率f，f與流體的流動速度v成正比，由此通過測量漩渦釋放頻率就可算出瞬時流量和體積流量。
測量純水的缺點：對流體的測量精度低，能達到1.0級;測量元件(旋渦發生體和檢測探頭)與測量管之間有安裝間隙，易滋生**，不適合測量純水流量。
渦輪流量計
渦輪流量計的結構與原理：渦輪流量計的測量元件主要由葉輪、軸承和管道組成;當流體通過導管推動葉輪旋轉，其旋轉的角速度與流體流速成正比，通過角速度就可以算出流體的流速和流量值。
測量純水的缺點：對流體的測量精度高;但測量元件(葉輪)易磨損，易滋生**，不適合測量純水流量，造價成本高。
科氏力流量計
科氏力流量計的結構與原理：科氏力流量計結構有多種形式，一般由振動管與轉換器組成。其利用流體在振動管中流動而產生與流量成正比的科氏力的原理來直接測量流量。
測量純水的優缺點：對流體的測量精度高;測量管道光潔，便于清洗，不易滋生細jun，較適合測量純水。但是使用成本太高，占用空間大。
由以上分析可以看出，這些流量計對衛生型需求的水的測量方面都存在著缺陷，而衛生型差壓式流量計的出現，在一定程度上可以消除這些不足之處。其優點包括：結構簡單，安裝方便，占用空間小;測量精度高;測量管道內部拋光*設計，避免了細jun滋生，*達到了GMP標準衛生級要求;用戶的使用成本適中。
結語
衛生型流量計可同時顯示和輸出流量、壓力和溫度三種參量，結構簡單，安裝方便，不僅節省了用戶的應用成本，而且降低了現場對安裝空間的要求，由于具備高性能和低成本的優勢，衛生型差壓式流量計可以在生物、制藥、食品和衛生等行業廣泛應用。
