通過尿素機添加車用尿素溶液，可與汽車尾氣中的NOx發生反應，生成無污染的N2和H2O，從而達到柴油車排放要求。準確計量尿素流量是尿素機計費的核心問題。市場上絕大部分尿素機所用的流量計均為容積式流量計，計量較為準確，但當被測氣體或液體受溫度或壓力影響而改變體積時，易造成較大誤差。對于尿素機而言，在寒冷地區計量時易受低溫結晶影響；在溫度變化較大地區易受熱脹冷縮影響而造成較大誤差。

科氏質量流量計能夠提供高精度和直接的質量流量測量，其測量準確且不受溫度與壓力變化影響。為了將科氏質量流量計應用到尿素機上，首先要解決尿素機加注液體時的信號處理難點。一方面，尿素機是用啟停法加注尿素，由一開始的零流量驟增到最大流量，保持最大流量一段時間后，由加注人員調整加注槍減小流量，末尾階段最小流量由機器自動加注，多次的流量切換，給科氏質量流量計的動態響應速度提出了較高的要求。

另一方面，為了將科氏質量流量計安裝在尿素機上，要求科氏質量流量計的體積小，因此，制造方選用了微彎管型科氏流量計。它的優點是體積小，安裝較為容易，不易殘留雜質。但是，對信號處理提出了挑戰。這是因為微彎型科氏質量流量管的固有頻率高，一般大彎管型科氏質量流量管的固有頻率為75～150Hz，國內的微彎型科氏質量流量管的固有頻率一般是300Hz左右，而課題組選用的是600多Hz，必須提高采樣頻率。而受科氏質量流量變送器芯片運算能力的限制，這就需要研究合適的算法，并要求的運算量較少；微彎型科氏質量流量傳感器輸出的相位差小，一般是大彎管型的1/9，這使得信號處理難度加大。尤其是在尿素機加注末尾階段，微彎型科氏質量流量傳感器本來相位差就很小，小流量時的相位差則更小，而較小的相位差由于算法運算時間與算法本身的誤差，相比較于大相位差而言誤差更大。因此，在尿素機上應用科氏質量流量計不僅要求較快的算法跟蹤速度，還要求較高的小流量測量精度。

在啟停測量與需要較快動態響應速度方面，國內外學者做了許多研究。Clark等認為流量計的動態響應與機械設計、驅動控制以及信號處理等方面有關，并對一批商用流量計做了動態響應實驗；Henry等研制了新型數字變送器，當流量發生階躍式變化時，也能達到較高的精度與較好的重復性；涂亞慶等對批料流中科氏質量流量計動態響應速度進行了研究。但是，鮮見科氏質量流量計應用于尿素機方面的文獻。

為了將科氏質量流量計應用到尿素加注機上，首先根據加注過程中的科氏質量流量計的輸出信號，建立相位差變化的數學模型； 根據此模型，分析加注過程中的流量變化規律；對比2種工業領域實用效果較好的信號處理方法，選取其中更為適用的算法，并進行改進；研制微彎型科氏質量流量變送器的硬件模塊和軟件。基于以上系統及改進后的算法，進行水流量標定試驗和尿素機加注標定實驗，驗證方案的有效性與實用性。

審核編輯：湯梓紅