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    日本ASK數(shù)字流量傳感器DFS系列:集成溫度/壓力補(bǔ)償?shù)墓I(yè)流體智能測(cè)量技術(shù)

    發(fā)布時(shí)間: 2026-01-20  點(diǎn)擊次數(shù): 56次
    一、技術(shù)背景
    在半導(dǎo)體、機(jī)床、化工等制造場(chǎng)景中,0.1 L/min 的瞬時(shí)流量誤差就可能導(dǎo)致工藝漂移或刀具燒毀。傳統(tǒng)機(jī)械式流量計(jì)受溫度膨脹、黏度變化、壓力波動(dòng)三重交叉干擾,精度隨季節(jié)、班次“漂移"已成常態(tài)。ASK 株式會(huì)社 2018 年推出的 DFS 系列,將“電磁感應(yīng)渦輪+熱式雙模傳感"與“實(shí)時(shí)溫壓補(bǔ)償算法"封裝進(jìn)僅 60 mm 長(zhǎng)的塑料殼體,把±1 % FS 的實(shí)驗(yàn)室精度帶進(jìn)了 3 MPa 的油污現(xiàn)場(chǎng),被日系 OEM 稱作“管道里的隱形計(jì)量室"。
    二、工作原理:雙模傳感與動(dòng)態(tài)補(bǔ)償
    1. 電磁感應(yīng)渦輪——主測(cè)量通道
      流體推動(dòng) POM 輕質(zhì)渦輪,外周 4 顆 Nd-Fe-B 磁體切割外部 Hall 元件,產(chǎn)生脈沖序列 f。
      理論流量 Q = k·f,k 為渦輪常數(shù)。
    2. 熱式 MEMS——輔助基準(zhǔn)通道
      0.3 mm × 0.3 mm 硅基熱膜持續(xù)測(cè)量μs級(jí)熱擴(kuò)散率,直接輸出“真實(shí)質(zhì)量流量"基準(zhǔn) Qref。
    3. 溫壓交叉干擾模型
      內(nèi)置 24-bit ADC 每秒采集流體溫度(±0.1 ℃)與壓力(±0.25 %),MCU 在 5 ms 內(nèi)完成:
      kcorr = k0·[1+α(T-20)+β(P-0.1)]
      其中 α、β 為油/水/冷卻液三種介質(zhì)的實(shí)驗(yàn)辨識(shí)系數(shù),出廠寫入 EEPROM。
    4. 智能融合算法
      當(dāng) |Qturbine – Qref|<0.5 % FS 時(shí),采用渦輪值保證 0.1 % 分辨率;
      當(dāng)黏度躍升(如冬季 32 cSt→68 cSt)導(dǎo)致偏差>0.5 % FS,自動(dòng)切換至熱式 Qref 并報(bào)警提示“黏度超限",實(shí)現(xiàn)“精度-魯棒"雙保險(xiǎn)。
    三、關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)
    測(cè)量范圍:0.2~100 L/min(7 檔量程,DN3~DN25)
    重復(fù)性:±0.05 % FS
    線性度:±0.2 % FS
    溫漂:<0.01 % FS / ℃(-20~80 ℃補(bǔ)償區(qū)間)
    壓漂:<0.02 % FS / 0.1 MPa
    壓力損失:≤0.025 MPa(@max flow)
    輸出:4~20 mA + RS-485(Modbus-RTU)+ NPN/PNP 開關(guān)量
    防護(hù):IP67,接液部 C3604(鍍 Ni)或 SUS304,可選 FKM 耐冷媒規(guī)格。
    四、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證
    1. 機(jī)床主軸冷卻
      某日系車床廠將 DFS-6-W 串入 7 MPa 主軸冷卻回路,對(duì)比科里奧利質(zhì)量流量計(jì):
      連續(xù) 30 天,偏差 0.3 %,油溫在 25 ℃?55 ℃ 循環(huán) 240 次,無需人工零點(diǎn)校正。
    2. 半導(dǎo)體 CMP 研磨液
      DFS-3-O(SUS304 版)測(cè)量 3 % SiO? 研磨液,顆粒粒徑 150 nm;
      90 天累計(jì)流量 1.2×10? L,未出現(xiàn)渦輪卡滯,維護(hù)周期從 1 月延長(zhǎng)到 6 月。
    3. 氫燃料電池測(cè)試臺(tái)
      使用 DFS-8-O 測(cè)量 85 ℃ 乙二醇-水混合液,壓力 1.6 MPa;
      溫壓補(bǔ)償后,瞬時(shí)流量噪聲由±2 % 降至±0.3 %,電堆熱平衡誤差從 5 ? 縮小到 1 ?。

    五、結(jié)語(yǔ)
    ASK DFS 系列用“雙模傳感+實(shí)時(shí)溫壓補(bǔ)償"把實(shí)驗(yàn)室級(jí)精度搬到了油污、振動(dòng)、電磁干擾交織的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng),讓流量測(cè)量不再是易漂移的“耗材",而是可溯源、可診斷、可預(yù)測(cè)的資產(chǎn)。隨著設(shè)備互聯(lián)走向 IIoT,這批自帶 RS-485 的“小個(gè)子"正成為數(shù)字孿生工廠里層、也最可信的數(shù)據(jù)原點(diǎn)。

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