下载文档原格式
Products Solutions Services简明操作指南流量计Proline 500Modbus RS485科里奥利质量流量计（变送器部分）本文档为《简明操作指南》，不能替代设备随箱包装中的《操作手册》。
设备的《简明操作指南》由两部分组成：变送器的《简明操作指南》（第二部分）包含变送器信息。
传感器的《简明操作指南》（第一部分）→ 3KA01318D/28/ZH/03.22-00715819942022-08-01流量计 Proline 5002Endress+Hauser流量计 Proline 500流量计的《简明操作指南》Endress+Hauser 3流量计的《简明操作指南》仪表由一台变送器和一个传感器组成。
流量计的《简明操作指南》包含《传感器简明操作指南》和《变送器简明操作指南》，分别介绍了变送器和传感器调试操作：•第一部分：《传感器简明操作指南》•第二部分：《变送器简明操作指南》需要同时参照上述两本《简明操作指南》进行流量计调试，它们配套使用，互为补充：《传感器简明操作指南》（第一部分）《传感器简明操作指南》的文档对象是负责测量仪表安装的专业人员。
•到货验收和产品标识•储存和运输•安装《变送器简明操作指南》（第二部分）"《变送器简明操作指南》的文档对象是负责进行测量仪表调试、组态设置和参数设置的专业人员(直至获取第一个测量值)。
"•产品描述•安装•电气连接•操作方式•系统集成•调试•诊断信息其他设备文档本文档为《变送器简明操作指南》（第二部分）。
《传感器简明操作指南》（第一部分）的获取方式：•网址：/deviceviewer•智能手机/平板电脑：Endress+Hauser Operations App 详细设备信息参见《操作手册》和其他文档资料：•网址：/deviceviewer•智能手机/平板电脑：Endress+Hauser Operations App目录流量计 Proline 5004Endress+Hauser目录1文档信息 (5)1.1信息图标 (5)2安全指南 (7)2.1人员要求............................................................................72.2指定用途............................................................................72.3工作场所安全.........................................................................82.4操作安全............................................................................82.5产品安全............................................................................82.6IT 安全.............................................................................92.7设备的IT 安全........................................................................93产品描述 (10)4安装 (11)4.1安装变送器外壳......................................................................114.2旋转变送器外壳......................................................................134.3旋转显示模块........................................................................144.4盖板锁定...........................................................................154.5变送器的安装后检查..................................................................165电气连接 (17)5.1电气安全...........................................................................175.2接线要求...........................................................................175.3连接测量设备........................................................................215.4确保电势平衡........................................................................305.5硬件设置...........................................................................305.6确保防护等级........................................................................305.7连接后检查.........................................................................316操作方式 (32)6.1操作方式概述........................................................................326.2操作菜单的结构和功能.................................................................336.3通过现场显示单元访问操作菜单..........................................................346.4通过调试软件访问操作菜单.............................................................376.5通过Web 服务器访问操作菜单..........................................................377系统集成 (37)8调试 (38)8.1功能检查...........................................................................388.2设置显示语言........................................................................388.3设置测量设备........................................................................388.4写保护设置，防止未经授权的访问........................................................399诊断信息 (39)流量计 Proline 500文档信息1 文档信息1.1 信息图标1.1.1 安全图标危险状况警示图标。
科氏力质量流量计科氏力质量流量计是运用流体质量流量对振动管振荡的调制作用即科里奥利力现象为原理。
一、质量流量测量原理一台质量流量计的计量系统包括一台传感器和一台用于信号处理的变送器。
Rosemount质量流量计依据牛顿第二定律：力=质量×加速度(F=ma)，当质量为m的质点以速度V在对P轴作角速度ω旋转的管道内移动时，质点受两个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轴；(2)切向角速度αt，即科里奥利加速度，其值等于2ωV，方向与αr垂直。
由于复合运动，在质点的αt方向上作用着科里奥利力Fc=2ωVm，管道对质点作用着一个反向力-Fc=-2ωVm。
当密度为ρ的流体在旋转管道中以恒定速度V流动时，任何一段长度Δx的管道将受到一个切向科里奥利力ΔFc：ΔFc=2ωVρAΔx (1) 式中，A—管道的流通截面积。
由于存在关系式：mq=ρVA 所以：ΔFc =2ωqmΔx （2）因此，直接或间接测量在旋转管中流动流体的科里奥利力就可以测得质量流量。
二、传感器内是U型流量管，在没有流体流经流量管时，流量管由安装在流量管端部的电磁驱动线圈驱动，其振幅小于1mm，频率约为80Hz，流体流入流量管时被强制接受流量管的上下垂直运动。
在流量管向上振动的半个周期内，流体反抗管子向上运动而对流量管施加一个向下的力；反之，流出流量管的流体对流量管施加一个向上的力以反抗管子向下运动而使其垂直动量减少。
这便导致流量管产生扭曲，在振动的另外半个周期，流量管向下振动，扭曲方向则相反，这一扭曲现象被称之为科里奥利(Coriolis)现象，即科氏力。
根据牛顿第二定律，流量管扭曲量的大小完全与流经流量管的质量流量大小成正比，安装于流量管两侧的电磁信号检测器用于检测流量管的振动。
当没有流体流过流量管时，流量管不产生扭曲，两侧电磁信号检测器的检测信号是同相位的；当有流体流经流量管时，流量管产生扭曲，从而导致两个检测信号产生相位差，这一相位差的大小直接正比于流经流量管的质量流量。
DSP数字信号处理器在科里奥利质量流量计上的应用导读：本文DSP数字信号处理器在科里奥利质量流量计上的应用，仅供参考，如果觉得很不错，欢迎点评和分享。
艾默生过程管理旗下的高准（Micro Motion）公司新近推出MVD 多参数数字变送器，它以DSP数字信号处理技术的使用为特点，显示了高准公司在科里奥利质量流量测量技术上的雄厚实力。
高准MVD多参数数字技术提供了一个模式化的结构来重新定义传感器和变送器，并使流量计工作得更灵巧。
DSP数字信号处理器的核心处理器与传感器安装在一起，把来自科里奥利传感器中的模拟信号转换为数字信号，并产生一个正比于质量流量的电子信号。
1000系列和2000系列两种变送器可与核心处理器之间通过普通的4线电缆相连接，它们将输出最终测量信号、提供显示和一些其他的功能。
变送器也可以一体地与核心处理器安装在一起。
一什么是DSP数字信号处理器DSP数字信号处理器是一个实时处理信号的微处理器。
家用电脑的微处理器根据储存在存储器里的数据进行工作，这对于结算支票或玩电子游戏是合适的，但它不能处理某些现实世界里的东西，如音频信号、视频信号、医疗传感器的信号或来自于科里奥利传感器的信号。
这里我们需要一个非常快的微处理器对这些信号做各种我们想要做的分析。
家用电脑需要显示器、磁盘驱动器、打印机、软件和一些连接电缆，像家用电脑里的微处理器一样，DSP数字信号处理器也需要支持的软件和硬件。
在DSP的世界里，我们需要做的第一件事就是要把现实世界里的信号转换成为DSP世界里的信号，所用的装置被称为“模拟—数字转换器”.我们也需要一些软件去操作“数字化”信号，让我们举一个例子来看看我们用软件可做些什么。
在远距离通话中，我们有时会听到自己声音的回声，这令人气恼。
人的耳朵习惯于过滤掉短回声，但是长回声使通信非常困难。
电话公司复制了你的声音然后在合适的时间加到它的反向以消除回声，不是回声没有发生，它只是被非常复杂的DSP数字信号处理软件过滤掉了。
46一、科里奥利质量流量计原理当质量为m的质点以速度υ在对p 轴作角速度ω旋转的管道内移动时，质点受到两个分量的加速度及其力。
1）、法向加速度即向心力加速度αr，其量值等于ω2r，方向朝向P轴；2）、切向加速度αt 即科里奥利加速度，其量值等于2ωυ，方向与αr垂直。
由于复合运动，在质点的αt方向上作用着科里奥利Fc=2ωυm，管道对质点作用着一个反向力-Fc= -2ωυm。
当密度为ρ的流体在旋转管道中以恒定速度υ流动时，任何一段长度Δx的管2道都将受到一个ΔFc的切向科里奥利力。
（1）式中 A——管道的流通内截面积。
由于质量流量计流量即为δm，δm=ρυA，所以（2）因此，直接或间接的测量在旋转管道中的流动流体产生的科里奥利力就可以测的得质量流量，这就是CMF的基本原理。
二、影响质量流量计准确度的因素1.工艺温度对质量流量计准确度的影响。
科氏力质量流量计的质量流量测量原理都是基于下面公式【1】: (1)式中： 为质量流量;K 为传感管的扭转弹性模量;为左右传感管的时间差;为左右传感管的半径。
当K、r为常数时，仅与时间差 成正比。
然而与金属弹性变化有关的杨氏弹性模量是温度的函数。
当温度发生变化时，传感管的钢性也随之变化，K就不再是一个常数，从而影响质量流量计的准确度；当温度变化时，还会引起传感器的几何结构的不均衡, 从而影响到质量流量计的零点稳定度。
当流量较大时,工艺温度变化对流量测量准确度的影响不是很大。
就CMF200型来说,在额定流量时,每变化1度才影响准确度±0.0001%。
但流量较小时,工艺温度对准确度的影响就不可忽视了。
2.工艺压力对质量流量计准确度的影响。
从公式（1）我们知道，当r即左右传感管的半径发生变化，也会影响到质量流量计的测量准确度。
在实际应用中，我们知道传感管是一个弹性元件，一般管壁较薄,当压力增大时，r值也会随着增大，从而影响准确度。
压力对测量准确度的影响：当工艺压力增大，会使流量计产生一个负向偏差，表现为流量显示值比实际值偏小；当压力减小时；会使流量计产生一个正向偏差，表现为流量显示值比实际值偏大。
专利名称：科里奥利式质量流量计专利类型：发明专利
发明人：村上英一
申请号：CN201810252800.0
申请日：20180326
公开号：CN108692778A
公开日：
20181023
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明获得提高了科里奥利力的检测灵敏度的科里奥利式质量流量计。
在合成树脂制的测定管(11)的U字状的曲管部(11a)安装着保持件(20)，在保持件(20)呈板体状的翼状片(24a、24b)朝向外侧突出。
依存于流量的科里奥利力所引起的应变相对于通过曲管部(11a)的前端且与供应管(11b)及回流管(11c)平行的中心线而对称地产生于供应管(11b)与回流管(11c)，因而供应管(11b)与回流管(11c)以保持件(20)的中心线为中心扭转，由此利用翼状片(24a、24b)且在杠杆的原理下扩大所述应变量而进行检测。
申请人：株式会社压电
地址：日本国东京
国籍：JP
代理机构：北京律和信知识产权代理事务所(普通合伙)
更多信息请下载全文后查看。
DSP数字信号处理器在科里奥利质量流量计上的应用【摘要】本文主要介绍了DSP数字信号处理器在科里奥利质量流量计上的应用。
首先介绍了DSP数字信号处理器的工作原理，然后解释了科里奥利质量流量计的基本原理。
接着探讨了DSP数字信号处理器在科里奥利质量流量计中的作用，以及基于DSP的科里奥利质量流量计的优势。
最后通过实际应用案例分析了DSP数字信号处理器在科里奥利质量流量计上的应用效果。
结论部分指出了未来发展方向，展望了该技术在流量计领域的广阔前景。
通过本文，读者可以深入了解DSP数字信号处理器在科里奥利质量流量计上的作用及其优势，为相关研究和应用提供了有益参考。
【关键词】DSP数字信号处理器、科里奥利质量流量计、工作原理、基本原理、作用、优势、实际应用案例、应用效果、发展方向、研究背景、研究意义。
1. 引言1.1 研究背景近年来，随着工业自动化、数字化技术的不断发展，人们对流量计量仪表的精度、稳定性等性能要求越来越高。
传统的模拟信号处理方式已逐渐不能满足对信号处理速度、精度等方面的要求，而DSP数字信号处理器的引入为科里奥利质量流量计的性能提升带来了新的机遇。
通过数字信号处理器的运算处理，可以实现对流量信号的高速、精准的分析和处理，大大提高了科里奥利质量流量计的性能和稳定性。
对DSP数字信号处理器在科里奥利质量流量计上的应用研究具有重要的现实意义和广阔的发展前景。
通过深入研究和实践探索，可以进一步提升科里奥利质量流量计在工业领域的应用效果和市场竞争力，推动数字化技术在流量计量领域的广泛应用。
1.2 研究意义数字信号处理器（DSP）在科里奥利质量流量计上的应用已经成为当前研究的热点之一。
这项研究的意义在于通过将DSP技术应用于流量计中，可以提高流量测量的精度和稳定性，进一步提升工业生产中流量监测的效率和可靠性。
在工业生产中，流量计的准确性对产品的质量和生产的效率有着直接的影响，因此将DSP技术应用于流量计中，不仅可以提高流量测量的准确性，还可以减少测量误差和提高测量的稳定性。
dsp数字信号处理器在科里奥利质量流量计上..
艾默生过程管理旗下的高准(Micro Motion)公司新近推出MVD多参数数字变送器，它以DSP数字信号处理技术的使用为特点，显示了高准公司在科里奥利质量流量测量技术上的雄厚实力。
高准 MVD多参数数字技术提供了一个模式化的结构来重新定义传感器和变送器，并使流量计工作得更灵巧。
DSP数字信号处理器的核心处理器与传感器安装在一起，把
科里奥利传感器中的模拟信号转换为数字信号，并产生一个正比于质量流量的电子信号。
1000系列和2000系列两种变送器可与核心处理器之间通过普通的4线电缆相连接，它们将输出最终测量信号、提供显示和一些其他的功能。
变送器也可以一体地与核心处理器安装在一起。
一什么是DSP数字信号处理器
DSP数字信号处理器是一个实时处理信号的微处理器。
家用电脑的微处理器根据储存在存储器里的数据进行工作，这对于结算支票或玩电子游戏是合适的，但它不能处理某些现实世界里的东西，如音频信号、视频信号、医疗传感器的信号或
于科里奥利传感器的信号。
这里我们需要一个非常快的微处理器对这些信号做各种我们想要做的分析。
家用电脑需要显示器、磁盘驱动器、打印机、软件和一些连接电缆，像家用电脑里的微处理器一样，DSP数字信号处理器也需要支持的软件和硬件。
在DSP 的世界里，我们需要做的第一件事就是要把现实世界里的信号转换成为DSP世界里的信号，所用的装置被称为“模拟—数字转换器”。
我们也需要一些软件去操作“数字化”信号，让我们举一个例子来看看我们用软件可做些什么。
在远距离通话中，我们有时会听到自己声音的回声，这令人气恼。
人的耳朵习惯于过滤掉短回声，但是长回声使通信非常困难。
电话公司复制了你的声音然后在合适的时间加到它的反向以消除回声，不是回声没有发生，它只是被非常复杂的DSP数字信号处理软件过滤掉了。
在科里奥利流量计里，我们使测量管在一个已知的频率下振动，因此任何在此振动频率范围之外的频率都是“噪声”，需要除掉它们以准确地确定质量流量。
例如，一个50Hz 或60Hz的信号很可能来源于与附近动力线的耦合。
如何在实际上“过滤”这些多余的信号则需要一些更多的在那时刻所得到的背景信息，图1表明了噪声如何出现在原转换器信号上，以及被过滤后的最终信号。
600)this.width=600">
既然我们已经处理了信号，就需要把它从数字世界再转换回到现实世界，完成这项任务的装置是“数字—模拟转换器”。
我们需要一些存储器来储存DSP数
字信号处理程序，也需要一些控制装置去实现DSP数字信号处理器。
二 DSP数字信号处理技术为科里奥利质量流量计带来的好处
和家用电脑处理数据带来的好处一样，DSP数字信号处理技术也给处理现实世界的信号带来了同样的好处：DSP数字信号处理器比传统的模拟处理器要小得多，这正是我们如何能把所有技术都封装到核心处理器中并使传感器智能化的原因；比起传统的模拟处理器，DSP数字信号处理器使用了更小的能量和更少的元件，并提高了可靠性；DSP数字信号处理器的精确度至少比类似的模拟处理器高一个数量级，这意味着即使较差的传感器信号也能得出较好的最终测量值；通过软件更新，核心处理器可适用于其他的传感器类型。
对于高准产品来说，这意味着市场开拓更快；对于用户来说，这意味着更少的备用部件。
三和DSP数字信号处理器有关的一些数学知识
自然界存在的信号一般是连续的，并可被连续变化的电压信号所表示。
科里奥利流量计的信号也是连续信号，当我们通过一个模拟—数字转换器来发送信号时，事实上我们已把信号量化为离散的或数字化的样本。
例如，假设我们通过一个12位的ADC以每秒1000个样本的采样率来传送转换器的电压，每毫秒我们将信号量化为212=4096个可能的级别之一。
图2显示了一个已被量化后的信号。
600)this.width=600">
ADC运行一秒我们可采集1000个转换器电压的样本，我们称样本的数目为N。
如果需要，我们可把所有的采样值加在一起，然后除以N来计算转换器电压的平均值。
以一个类似的形式我们可计算信号的标准偏差，平均值代表我们想测量的实际信号，而标准偏差代表噪声信号。
平均值的平方除以标准偏差的平方被称作信噪比或SNR。
信噪比越高，被分析的数据的质量就越高。
这些计算可用于计算被测变量的值。
过滤和减小带宽(技术上叫作十倍程下降率)可用于提高信噪比和质量流量的精确度。
dsp数字信号处理器在科里奥利质量流量计上的应用
:
四傅立叶分析
傅立叶分析是以法国数学家和物理学家 Jean Baptiste Loseph Fourier的名字命名的分析方法。
傅立叶认为任何连续的周期信号可被适当选择的正弦信号波的总和所描述。
取一个连续的周期信号并把它转换为一族正弦波被定义为进行一个傅立叶变换。
傅立叶变换在数学上很复杂，但我们只需大致了解即可。
核心处理器取已量化的转换器信号并进行了信号的傅立叶变换，如图3所示。
600)this.width=600">
五数字滤波
图3中信号的频谱，只有一个信号数据，其余的都是噪声，100Hz的信号代表了测量管的振动频率。
我们也看到了在200Hz、300Hz、400Hz等频率处的信号，这些被称为二次、三次和四次谐波。
我们还看到了一个来源于动力线耦合的60Hz的小信号。
这些数据在DSP的存储器里只是一个表格，我们想做的是抛弃任何实际测量中所不需要的信息，也就是要忽略掉100Hz测量管频率之外的信息，这被称为数字滤波。
注意到在图3中只有一个信号在100Hz测量管频率附近，在较老的传感器中，通常确定信号附近什么是数据和什么是噪声都是非常困难的。
高准传感器在测量管工作频率附近有一个格外高的信号纯度，这就是高准质量流量计具有高精确度的一个重要原因。
六 DSP数字信号处理技术对高准质量流量计的实际意义
与使用时间常量去阻抑和稳定信号相比，使用DSP数字信号处理技术的主要好处之一是能够以一个被提高了的采样率去过滤实时信号，这使得流量计对流量的阶跃变化的响应时间快多了。
使用MVD多参数数字变送器的响应时间比使用模拟信号处理的传统变送器快2~4倍，更快的响应时间会提高短批量控制的效率和精确度。
在发动机测试装置里，我们能更好地测量发动机对燃料喷射的阶跃变化的响应。
用一个紧凑的校验装置还能提高现场校验高准流量计的能力。
图4是MVD多参数数字科里奥利变送器、压力变送器和普通科里奥利变送器对流量的阶跃变化的响应。
600)this.width=600">
DSP数字信号处理技术另一个颇有价值的实例是气体测量。
气体测量是一个更富有挑战性的应用，因为高速气体通过流量计会引起相对较严重的噪声。
通过高准Elite系列传感器，与流量信号混杂的噪声已被减至最小。
现在DSP数字信号处理技术能更好地滤波，并进一步减小了质量流量计对噪声的敏感度。
采用MVD多参数数字变送器测量气体的结果在重复性和精确度上都有了显著提高，效果如图5、图6所示。
600)this.width=600">
600)this.width=600">
七未来
DSP数字信号处理技术提供了一个“通往处理的窗户”，今天，当浏览这个窗户时，首先集中在测量管振动频率附近的信号上。
实际上，有意地抛弃了其余的信息，很可能正是隐藏在这些“无用的”数据里的信息会铺平通往新的诊断技术的道路。
例如，频谱分析可能会引导我们取得在夹杂空气或团状流动流体测量上的进展，流体在测量管内壁的附着也是另一个有希望被DSP数字信号处理技术检测到的故障，频谱的变化也很可能被用于预测传感器的故障。
八总结
今天，DSP数字信号处理技术通过给予质量流量计一个更快、更可靠、更高效、更稳定、更灵活的的解决办法，体现了它的价值。
这也使得我们的传感器更灵巧。
对于未来，高准公司充满了信心，DSP数字信号处理技术将在推动流量测量上显示出巨大的潜力。
dsp数字信号处理器在科里奥利质量流量计上的应用
:。
