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日本ASK數字流量傳感器DFS系列：集成溫度/壓力補償的工業流體智能測量技術

發布時間： 2026-01-20　　點擊次數： 71次

一、技術背景
在半導體、機床、化工等制造場景中，0.1 L/min 的瞬時流量誤差就可能導致工藝漂移或刀具燒毀。傳統機械式流量計受溫度膨脹、黏度變化、壓力波動三重交叉干擾，精度隨季節、班次“漂移"已成常態。ASK 株式會社 2018 年推出的 DFS 系列，將“電磁感應渦輪＋熱式雙模傳感"與“實時溫壓補償算法"封裝進僅 60 mm 長的塑料殼體，把±1 % FS 的實驗室精度帶進了 3 MPa 的油污現場，被日系 OEM 稱作“管道里的隱形計量室"。
二、工作原理：雙模傳感與動態補償
電磁感應渦輪——主測量通道
流體推動 POM 輕質渦輪，外周 4 顆 Nd-Fe-B 磁體切割外部 Hall 元件，產生脈沖序列 f。
理論流量 Q = k·f，k 為渦輪常數。
熱式 MEMS——輔助基準通道
0.3 mm × 0.3 mm 硅基熱膜持續測量μs級熱擴散率，直接輸出“真實質量流量"基準 Qref。
溫壓交叉干擾模型
內置 24-bit ADC 每秒采集流體溫度（±0.1 ℃）與壓力（±0.25 %），MCU 在 5 ms 內完成：
kcorr = k0·[1+α(T-20)+β(P-0.1)]
其中 α、β 為油/水/冷卻液三種介質的實驗辨識系數，出廠寫入 EEPROM。
智能融合算法
當 |Qturbine – Qref|＜0.5 % FS 時，采用渦輪值保證 0.1 % 分辨率；
當黏度躍升（如冬季 32 cSt→68 cSt）導致偏差＞0.5 % FS，自動切換至熱式 Qref 并報警提示“黏度超限"，實現“精度-魯棒"雙保險。
三、關鍵技術指標
測量范圍：0.2~100 L/min（7 檔量程，DN3~DN25）
重復性：±0.05 % FS
線性度：±0.2 % FS
溫漂：＜0.01 % FS / ℃（-20~80 ℃補償區間）
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 開關量
防護：IP67，接液部 C3604（鍍 Ni）或 SUS304，可選 FKM 耐冷媒規格。
四、工業現場驗證
機床主軸冷卻
某日系車床廠將 DFS-6-W 串入 7 MPa 主軸冷卻回路，對比科里奧利質量流量計：
連續 30 天，偏差 0.3 %，油溫在 25 ℃?55 ℃ 循環 240 次，無需人工零點校正。
半導體 CMP 研磨液
DFS-3-O（SUS304 版）測量 3 % SiO? 研磨液，顆粒粒徑 150 nm；
90 天累計流量 1.2×10? L，未出現渦輪卡滯，維護周期從 1 月延長到 6 月。
氫燃料電池測試臺
使用 DFS-8-O 測量 85 ℃ 乙二醇-水混合液，壓力 1.6 MPa；
溫壓補償后，瞬時流量噪聲由±2 % 降至±0.3 %，電堆熱平衡誤差從 5 ? 縮小到 1 ?。
五、結語
ASK DFS 系列用“雙模傳感＋實時溫壓補償"把實驗室級精度搬到了油污、振動、電磁干擾交織的工業現場，讓流量測量不再是易漂移的“耗材"，而是可溯源、可診斷、可預測的資產。隨著設備互聯走向 IIoT，這批自帶 RS-485 的“小個子"正成為數字孿生工廠里層、也最可信的數據原點。

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