旋進(jìn)旋渦流量計

智能旋進(jìn)旋渦流量計是我公司開發(fā)研制的具有國內(nèi)水平的新型氣體流量儀表。該流量計集流量、溫度、壓力檢測功能于一體，并能進(jìn)行溫度、壓力、壓縮因子自動補償，智能旋進(jìn)旋渦流量計可廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、冶金、城市供氣等行業(yè)測量各種氣體流量，是目前油田和城市天然氣輸配計量和貿(mào)易計量的產(chǎn)品。

一、概述
   產(chǎn)品主要特點
l 無機(jī)械可動部件，不易腐蝕，穩(wěn)定可靠，壽命長，長期運行無須特殊維護(hù)；
l 采用16位電腦芯片，集成度高，體積小，性能好，整機(jī)功能強；
l 智能型流量計集流量探頭、微處理器、壓力、溫度傳感器于一體, 采取內(nèi)置式組合,使結(jié)構(gòu)更加緊湊，可直接測量流體的流量、壓力和溫度，并自動實時跟蹤補償和壓縮因子修正；
l 采用雙檢測技術(shù)可有效地提高檢測信號強度，并抑制由管線振動引起的干擾；
l 采用國內(nèi)的智能抗震技術(shù)，有效的抑制了震動和壓力波動造成的干擾信號；
l 采用漢字點陣顯示屏，顯示位數(shù)多，讀數(shù)直觀方便，可直接顯示工作狀態(tài)下的體積流量、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量、總量，以及介質(zhì)壓力、溫度等參數(shù)；
l 采用EEPROM技術(shù)，參數(shù)設(shè)置方便，可保存，并可保存最長達(dá)一年的歷史數(shù)據(jù)；
l 轉(zhuǎn)換器可輸出頻率脈沖、4～20mA模擬信號，并具有RS485接口，可直接與微機(jī)聯(lián)網(wǎng)，傳輸距離可達(dá)1.2km；
l 多物理量參數(shù)報警輸出，可由用戶任選其中之一；
l 流量計表頭可360度旋轉(zhuǎn)，安裝使用簡單方便；
l 配合本公司的FM型數(shù)據(jù)采集器，可通過因特網(wǎng)或者電話網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸
l 壓力、溫度信號為傳感器輸入方式，互換性強；
l 整機(jī)功耗低，可用內(nèi)電池供電，也可外接電源。

二、工作原理

流量傳感器的流通剖面類似文丘利管的型線。在入口側(cè)安放一組螺旋型導(dǎo)流葉片，當(dāng)流體進(jìn)入流量傳感器時，導(dǎo)流葉片迫使流體產(chǎn)生劇烈的旋渦流。當(dāng)流體進(jìn)入擴(kuò)散段時，旋渦流受到回流的作用，開始作二次旋轉(zhuǎn)，形成陀螺式的渦流進(jìn)動現(xiàn)象。該進(jìn)動頻率與流量大小成正比，不受流體物理性質(zhì)和密度的影響，檢測元件測得流體二次旋轉(zhuǎn)進(jìn)動頻率就能在較寬的流量范圍內(nèi)獲得良好的線性度。信號經(jīng)前置放大器放大、濾波、整形轉(zhuǎn)換為與流速成正比的脈沖信號，然后再與溫度、壓力等檢測信號一起被送往微處理器進(jìn)行積算處理，最后在液晶顯示屏上顯示出測量結(jié)果(瞬時流量、累積流量及溫度、壓力數(shù)據(jù))。
流量積算儀由溫度和壓力檢測模擬通道、流量傳感器通道以及微處理器單元組成，并配有外輸出信號接口，輸出各種信號。流量計中的微處理器按照氣態(tài)方程進(jìn)行溫壓補償，并自動進(jìn)行壓縮因子修正，氣態(tài)方程如下：
………………(2)

式中：
Q_N ——標(biāo)況下的體積流量(m³/h)；
Q_V ——工況下的體積流量(m³/h；
Pa ——當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ↘Pa）；
P ——流量計取壓孔測量的表壓（KPa）；
P_N ——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的大氣壓力（101.325 KPa）；
T_N ——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的溫度（293.15K）；
T ——被測流體的溫度（K）；
Z_N ——氣體在標(biāo)況下的壓縮系數(shù)；
Z ——氣體在工況下的壓縮系數(shù)；
注：當(dāng)用鐘罩或負(fù)壓標(biāo)定時取Z_N/Z=1，對天然氣(Z_N/Z)^1/2=F_Z為超壓縮因子。按中國石油天然氣總公司的標(biāo)準(zhǔn)SY／T6143－1996中的公式計算。
三、主要技術(shù)參數(shù)與功能
3.1流量計規(guī)格、基本參數(shù)和性能指標(biāo)（見表1）
（表1）

注：1.準(zhǔn)確度：為溫度、壓力修正后的系統(tǒng)精度；
3.2標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)條件：P=101.325KPa，T=293.15K
3.3使用條件：
環(huán)境溫度：-30℃～+65℃
相對濕度：5%～95%
介質(zhì)溫度：-20℃～+80℃
大氣壓力：86KPa～106KPa
3.4電氣性能指標(biāo)
3.4.1工作電源：
A．外電源：＋24VDC±15%，紋波＜5％，
適用于4～20mA輸出、脈沖輸出、報警輸出、RS-485等；
B．內(nèi)電源：1組3.6V鋰電池（ER26500），當(dāng)電壓低于3.0V時，出現(xiàn)欠壓指示。 
3.4.2整機(jī)功耗：
A．外電源：<2W;
B．內(nèi)電源：平均功耗1mW，可連續(xù)使用兩年以上。
3.4.3脈沖輸出方式：
A． 工況脈沖信號，直接將流量傳感器檢測的工況脈沖信號經(jīng)光耦隔離放大輸出，高電平≥20V，低電平≤1V；
B．  定標(biāo)脈沖信號，與IC卡閥門控制器配套，高電平幅度≥2.8V，低電平幅度≤0.2V，                 單位脈沖代表體積量可設(shè)定范圍：0.001m³~100m³。單選擇該值時必須注意：定標(biāo)脈 沖信號頻率應(yīng)≤1000Hz。
C． 定標(biāo)脈沖信號，經(jīng)光耦隔離放大輸出，高電平≥20V，低電平≤1V。
3.4.4  RS－485通信（光電隔離），可實現(xiàn)以下功能：
A．采用RS－485接口，可直接與上位機(jī)或二次表聯(lián)網(wǎng)，遠(yuǎn)傳顯示介質(zhì)的溫度、壓力和經(jīng)溫度、壓力補償后的標(biāo)準(zhǔn)體積流量和標(biāo)準(zhǔn)體積總量；
B．由RS－485接口與HW－Ⅰ數(shù)據(jù)采集器配套，可組成電話網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，一臺數(shù)據(jù)采集器可帶15臺流量計；
C．由RS－485接口與HW－Ⅱ數(shù)據(jù)采集器配套，可組成寬帶網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，由INTERNET傳輸數(shù)據(jù)，一臺數(shù)據(jù)采集器可帶8臺流量計。
3.4.5  4～20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號（光電隔離）
與標(biāo)準(zhǔn)體積流量成正比，4mA對應(yīng)0 m³/h， 20 mA對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)體積流量（該值可在一級菜單中進(jìn)行設(shè)置），制式：兩線制或三線制，流量計可根據(jù)所插電流模塊自動識別，并正確輸出。
3.4.6控制信號輸出：
A．下限報警信號（LP）：光電隔離，高低電平報警，報警電平可設(shè)定，工作電壓＋12V~+24V，負(fù)載電流50mA；
B．上限報警信號（UP）：光電隔離，高低電平報警，報警電平可設(shè)定，工作電壓＋12V~+24V，負(fù)載電流50mA；
C．關(guān)閥報警輸出（BC端，IC卡控制器用）：邏輯門電路輸出，正常輸出低電平，幅度≤0.2V；報警輸出高電平，幅度≥2.8V,負(fù)載電阻≥100kΩ；
D．電池欠壓報警輸出（BL端，IC卡控制器用）：邏輯門電路輸出，正常輸出低電平，幅度≤0.2V；報警輸出高電平，幅度≥2.8V,負(fù)載電阻≥100kΩ；
3.5實時數(shù)據(jù)存儲功能
3.5.1流量計為了適應(yīng)數(shù)據(jù)管理方面的需要，增加了實時數(shù)據(jù)存儲功能，由設(shè)定選擇以下三者之一：
A．日記錄：最近5年的日期、零點時刻的標(biāo)準(zhǔn)體積流量和總量記錄。
B．月紀(jì)錄：最近5年的每個月的標(biāo)準(zhǔn)體積流量和總量記錄。
C．定時間間隔記錄：1200條定時間間隔的日期時間、溫度、壓力、標(biāo)準(zhǔn)體積流量和總量記錄。
3.5.2通過電腦可讀取上述存儲數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)報表、曲線圖供分析。
3.6網(wǎng)絡(luò)通信管理軟件功能
流量計與數(shù)據(jù)采集器配套，可通過電話線或?qū)拵ЬW(wǎng)進(jìn)行通信，對網(wǎng)絡(luò)中的每臺流量計的歷史數(shù)據(jù)及參數(shù)進(jìn)行讀取與設(shè)置，同時通信管理軟件可實現(xiàn)完善的管理功能。
3.7防爆標(biāo)志：ExdIIBT4;ExiaIICT4
3.8防護(hù)等級：IP65
四、選型
4.1流量計選型
在選型過程中應(yīng)把握兩條原則；即：一要保證生產(chǎn)安全，二要保證使用精度。為此必須落實三個選型參數(shù)，即近期和遠(yuǎn)期的、最小及常用流量(主要用于選定儀表公稱通徑)、被測介質(zhì)的設(shè)計壓力(主要用于選定儀表的公稱壓力等級)、實際工作壓力(主要用于選定儀表壓力傳感器的壓力等級)。
a. 當(dāng)已知被測流量為工況體積流量時，可直接按表中的流量范圍選取適配的公稱通徑；
b. 當(dāng)已知被測流量為標(biāo)況條件下的體積流量時，應(yīng)先將標(biāo)況體積流量Q_N換算為工況體積流量Qv，再按技術(shù)參數(shù)表中的流量范圍選取相應(yīng)的公稱通徑；
c. 當(dāng)兩種口徑流量計均能覆蓋和體積流量時，在壓損允許下，應(yīng)盡量選小口徑；
d.勿使實際最小流量Qmin低于所選公稱通徑流量計的流量下限；
e.流量范圍、公稱壓力有特殊要求時可協(xié)議訂貨。