旋渦流量計(jì)概述

旋進(jìn)旋渦流量計(jì)可集流量、溫度、壓力檢測(cè)功能于一體，并能進(jìn)行溫度、壓力、壓縮因子自動(dòng)補(bǔ)償，并且具有較強(qiáng)的抗震動(dòng)和抗干擾能力，高精度和高重復(fù)性,是石油、化工、電力、冶金等行業(yè)用于氣體計(jì)量的理想儀表。

旋渦流量計(jì)主要特點(diǎn)

1.無(wú)機(jī)械可動(dòng)部件，不易腐蝕，穩(wěn)定可靠，壽命長(zhǎng)，長(zhǎng)期運(yùn)行無(wú)須特殊維護(hù)；

2.采用 16 位計(jì)算機(jī)芯片，集成度高，體積小，性能好，整機(jī)功能強(qiáng)；

3.智能型流量計(jì)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(cè)量流體的流量、壓力和溫度，并自動(dòng)實(shí)時(shí)跟蹤補(bǔ)償和壓縮因子修正；

4.采用雙探頭檢測(cè)技術(shù)及新型傳感器處理技術(shù)、合理的安裝方式，大大地提高信號(hào)強(qiáng)度，使傳感器能準(zhǔn)確地檢測(cè)出信號(hào)，并抑制由管線振動(dòng)引起的干擾；

5.采用國(guó)內(nèi)**的智能抗震技術(shù)，有效的抑制了震動(dòng)和壓力波動(dòng)造成的干擾信號(hào)；

6.采用漢字點(diǎn)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)；

7.轉(zhuǎn)換器可輸出頻率脈沖、4～20mA 模擬信號(hào)，并具有 RS485 接口，可直接與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，傳輸距離可達(dá) 1.2km；

8.多物理量參數(shù)報(bào)警輸出，可由用戶任選其中之一；

9.壓力、溫度信號(hào)為傳感器輸入方式，互換性強(qiáng)；

10.整機(jī)功耗低，可用內(nèi)置電池供電，也可外接電源。

旋渦流量計(jì)主要用途

智能旋進(jìn)旋渦流量計(jì)可廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、冶金、城市供氣等行業(yè)測(cè)量各種氣體流量，是目前油田和城市天然氣輸配計(jì)量和貿(mào)易計(jì)量的*選產(chǎn)品。

旋渦流量計(jì)結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1 流量計(jì)結(jié)構(gòu)

旋進(jìn)旋渦流量計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊，主要由殼體、旋渦發(fā)生體、傳感器（溫度、壓力、流量）、整流器和積算儀構(gòu)成。

1.旋渦發(fā)生體：用鋁合金制成，具有一定角度的螺旋葉片，它固定在殼體收縮段前部，強(qiáng)迫流體產(chǎn)生強(qiáng)烈的旋渦流。

2.殼體：本身帶有法蘭，并有一定形狀的流體通道，根據(jù)不同的工作壓力，殼體材料可采用鑄鋁合金或不銹鋼。

3.智能流量計(jì)積算儀：由溫度、壓力檢測(cè)模擬通道、流量檢測(cè)數(shù)字通道以及微處理單元、液晶驅(qū)動(dòng)電路和其它輔助電路組成，并配有外輸信號(hào)接口。

4.溫度傳感器：以 Pt100/pt1000 鉑電阻為溫度敏感元件，在一定溫度范圍內(nèi)，其電阻值與溫度成對(duì)應(yīng)關(guān)系。

5.壓力傳感器：以壓阻式擴(kuò)散硅橋路為敏感元件，其橋臂電阻在外界壓力作用下會(huì)發(fā)生預(yù)期變化，因此在一定激勵(lì)電流作用下，其兩個(gè)輸出端的電位差與外界壓力成正比。

6.流量傳感器：安裝在靠近殼體擴(kuò)張段的喉部，可檢測(cè)出旋渦進(jìn)動(dòng)的頻率信號(hào)。

7.整流器：固定在殼體出口段，其作用是消除旋渦流，以減小對(duì)下游儀表性能的影響。

1.2 工作原理

流量傳感器的流通剖面類(lèi)似文丘利管的型式（如圖 2）。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(shí)，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(shí)，旋渦流受到回流的作用，開(kāi)始作二次旋轉(zhuǎn)，形成陀螺式的渦流進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象。該進(jìn)動(dòng)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(cè)元件測(cè)得流體二次旋轉(zhuǎn)進(jìn)動(dòng)頻率就能在較寬的流量范圍內(nèi)獲得良好的線性度。信號(hào)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(hào)，然后再與溫度、壓力等檢測(cè)信號(hào)一起被送往微處理器進(jìn)行積算處理，*后在液晶顯示屏上顯示出測(cè)量結(jié)果(瞬時(shí)流量、累積流量及溫度、壓力數(shù)據(jù))。積算儀原理框圖如圖 3 所示。

1.3 流量積算儀工作原理

流量積算儀由溫度和壓力檢測(cè)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(hào)接口，輸出各種信號(hào)。流量計(jì)中的微處理器按照氣態(tài)方程進(jìn)行溫壓補(bǔ)償，并動(dòng)進(jìn)行壓縮因子修正，氣態(tài)方程如下：

QN——標(biāo)況下的體積流量(Nm3/h)；

QV——工況下的體積流量(m3/h)；

Pa——當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ↘Pa）；

P ——流量計(jì)取壓孔測(cè)量的表壓（KPa）；

PN——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的大氣壓力（101.325 KPa）；

TN——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的絕對(duì)溫度（293.15K）；

T ——被測(cè)流體的絕對(duì)溫度（K）；

ZN——?dú)怏w在標(biāo)況下的壓縮系數(shù)；

Z ——?dú)怏w在工況下的壓縮系數(shù)；

注：當(dāng)用鐘罩或負(fù)壓標(biāo)定時(shí)取 ZN/Z=1，對(duì)天然氣(ZN/Z)1/2=FZ為超壓縮因子。按中國(guó)石油天然氣總公司的標(biāo)準(zhǔn) SY／T6143－1996 中的公式計(jì)算。

旋渦流量計(jì)技術(shù)性能

1.1 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

JJG198-1994《速度式流量計(jì)》計(jì)量檢定規(guī)程

1.2 精準(zhǔn)度等級(jí)

在規(guī)定的流量范圍內(nèi)和工作條件下流量計(jì)的精確度等級(jí)為 1.0 級(jí)和 1.5 級(jí)。

1.3 流量計(jì)參數(shù)

注：準(zhǔn)確度：為溫度、壓力修正后的系統(tǒng)精度

1.4 使用環(huán)境條件

環(huán)境溫度：-30℃～+65℃

相對(duì)濕度：5%～95%

介質(zhì)溫度：-20℃～+80℃

大氣壓力：86KPa～106KPa

1.5 工作電源及信號(hào)輸出

1.5.1 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(bào)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(shí)，出現(xiàn)欠壓指示。

1.5.2 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。

1.5.3 脈沖輸出方式

工況脈沖信號(hào)，直接將流量傳感器檢測(cè)的工況脈沖信號(hào)經(jīng)光耦隔離放大輸出，高電平≥20V，低電平≤1V；

定標(biāo)脈沖信號(hào)，與 IC 卡閥門(mén)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(shí)必須注意：定標(biāo)脈沖信號(hào)頻率應(yīng)≤1000Hz。

定標(biāo)脈沖信號(hào)，經(jīng)光耦隔離放大輸出，高電平≥20V，低電平≤1V。

1.5.4 RS-485 通信（光電隔離），可實(shí)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(bǔ)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(tái)數(shù)據(jù)采集器可帶 15 臺(tái)流量計(jì)；

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(tái)數(shù)據(jù)采集器可帶 8 臺(tái)流量計(jì)。

1.5.5 4～20mA 標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)（光電隔離）

與標(biāo)準(zhǔn)體積流量成正比，4mA 對(duì)應(yīng) 0 m3/h， 20 mA 對(duì)應(yīng)*大標(biāo)準(zhǔn)體積流量（該值可在一級(jí)菜單中進(jìn)行設(shè)置），制式：兩線制或三線制，流量計(jì)可根據(jù)所插電流模塊自動(dòng)識(shí)別，并正確輸出。

1.5.6 控制信號(hào)輸出

A.下限報(bào)警信號(hào)（LP）：光電隔離，高低電平報(bào)警，報(bào)警電平可設(shè)定，工作電壓＋12V~+24V，*大負(fù)載電流 50mA； 

B.上限報(bào)警信號(hào)（UP）：光電隔離，高低電平報(bào)警，報(bào)警電平可設(shè)定，工作電壓＋12V~+24V，*大負(fù)載電流 50mA； 

C.關(guān)閥報(bào)警輸出（BC 端，IC 卡控制器用）：邏輯門(mén)電路輸出，正常輸出低電平，幅度≤0.2V；報(bào)警輸出高電平，幅度≥2.8V,負(fù)載電阻≥100kΩ； 

D.電池欠壓報(bào)警輸出（BL 端，IC 卡控制器用）：邏輯門(mén)電路輸出，正常輸出低電平，幅 度≤0.2V；報(bào)警輸出高電平，幅度≥2.8V,負(fù)載電阻≥100kΩ；

1.6 現(xiàn)場(chǎng)顯示功能

A.積算儀顯示面板上實(shí)時(shí)顯示工況（或標(biāo)況）下的溫度、壓力、瞬時(shí)流量、累計(jì)流量；

B.報(bào)警功能：流量上下限、溫度上下限、壓力上下限報(bào)警，報(bào)警方式：字符閃爍。

1.7 防爆型式與等級(jí)

隔爆型：其防爆標(biāo)志為 ExdIIBT4、ExdIICT4-T6(不含乙炔）；

本安型：其防爆標(biāo)志為 ExiaIICT4

1.8 防護(hù)等級(jí)

IP65

旋渦流量計(jì)外形尺寸

流量計(jì)的外形尺寸見(jiàn)圖，圖中未注尺寸列于表 中，流量計(jì)采用法蘭連接方式。法蘭尺寸執(zhí)行 GB/T9112～9113-2000 標(biāo)準(zhǔn)。

注：以上數(shù)據(jù)僅供參考，具體以實(shí)物為準(zhǔn)，如有技術(shù)升級(jí)，暫不另行通知

旋渦流量計(jì)安裝

1.1 流量計(jì)的安裝

1.流量計(jì)安裝時(shí)，嚴(yán)禁在其進(jìn)出口法蘭處直接進(jìn)行電焊，以免燒壞流量計(jì)內(nèi)部零件。

2.對(duì)于新安裝或檢修后的管道務(wù)必進(jìn)行清掃，去除管道中的雜物后方能安裝流量計(jì)。

3.流量計(jì)應(yīng)安裝在便于維修、無(wú)強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾、無(wú)強(qiáng)烈機(jī)械振動(dòng)以及熱輻射影響的場(chǎng)所；

4.流量計(jì)不宜用在流量頻繁中斷和有強(qiáng)烈脈動(dòng)流或壓力脈動(dòng)的場(chǎng)合；

5.流量計(jì)室外安裝時(shí)，上部應(yīng)有遮蓋物，以防雨水浸入和烈日曝曬影響流量計(jì)使用壽命；

6.流量計(jì)可任意角度安裝，流體的流向應(yīng)與流量計(jì)上標(biāo)識(shí)的流向一致；

7.在管道施工中，應(yīng)考慮安裝伸縮管或波紋管，以免對(duì)流量計(jì)造成嚴(yán)重的拉伸或斷裂；

8.流量計(jì)應(yīng)與管道同軸安裝，并防止密封片和黃油進(jìn)入管道內(nèi)腔；

9.采用外電源時(shí)，流量計(jì)必須有可靠接地，不得與強(qiáng)電系統(tǒng)共用地線，在管道安裝或檢修時(shí)，不得把電焊系統(tǒng)的地線與流量計(jì)搭接。

10.為了不影響流體正常輸送和便于維護(hù)，要求按圖 6 所示安裝旁通管道，并保證前≥3DN、 后≥1DN 的直管段；

1.2 直管段要求

根據(jù)旋進(jìn)旋渦流量計(jì)的工作原理和流量計(jì)對(duì)上、下游直管段要求，對(duì)各種上游阻力件，建議采用如圖 所列的前后直管段長(zhǎng)度，且保持直管段內(nèi)壁光滑平直。

1.3 安裝注意事項(xiàng)

1.傳感器按流向標(biāo)志可在垂直、水平或任意傾斜位置上安裝；

2.當(dāng)管線較長(zhǎng)或距離振動(dòng)源較近時(shí)，應(yīng)在流量計(jì)的上、下游安裝支撐，以消除管線振動(dòng)的影響；

3.傳感器的安裝地點(diǎn)應(yīng)有足夠的空間，以便于流量計(jì)的檢查和維修，并應(yīng)滿足流量計(jì)的環(huán)境要求；

4.應(yīng)避免外界強(qiáng)磁場(chǎng)的干擾；

5.在室外安裝使用時(shí)，應(yīng)有遮蓋物，避免烈日曝曬與雨水浸蝕，影響儀表使用壽命；

6.管線試壓時(shí)，應(yīng)注意智能型流量計(jì)所配置壓力傳感器的壓力測(cè)量范圍,以免過(guò)壓損壞壓力傳感器；

7.應(yīng)注意安裝應(yīng)力的影響，安裝流量計(jì)上游和下游管道應(yīng)同軸，否則會(huì)產(chǎn)生剪切應(yīng)力。安裝流量計(jì)的位置應(yīng)考慮密封墊片的厚度，或在下游安裝一個(gè)彈性伸縮節(jié)；

8.安裝流量計(jì)之前應(yīng)先清除管道中的焊渣等雜物；

9.投入運(yùn)行時(shí)，應(yīng)緩慢開(kāi)啟流量計(jì)上、下游閥門(mén)，以免瞬間氣流過(guò)急而沖壞起旋器；

10.當(dāng)流量計(jì)需要有信號(hào)遠(yuǎn)傳時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按“工作電源”要求接入外電源（8～24）VDC，嚴(yán)禁在信號(hào)輸出口直接接入 220VAC 或 380VAC 電源；

11.用戶不得自行更改防爆系統(tǒng)的接線方式和任意擰動(dòng)各個(gè)輸出引線接頭；

12.流量計(jì)運(yùn)行時(shí)，不允許隨意打開(kāi)后蓋改動(dòng)儀表參數(shù)，否則影響流量計(jì)的正常工作；

13.定時(shí)檢查流量計(jì)法蘭處的泄漏情況。

1.4 內(nèi)置電池的使用及更換

1.電池電量顯示

當(dāng)電池顯示僅剩一格時(shí)，要求用戶在一個(gè)月內(nèi)更換電池；只顯示電池外形符號(hào)時(shí)，則電池電量已耗盡，必須立即更換電池。

2.電池的更換方法

打開(kāi)智能流量積算儀的后蓋，松開(kāi)電池蓋板上的三顆螺釘，拔下電池插座，取出電池，換好新電池后重新安裝。

1.5 防爆場(chǎng)所安裝要求

1.流量計(jì)應(yīng)有可靠的接地，防爆接地不應(yīng)與強(qiáng)電系統(tǒng)的保護(hù)接地共用；

2.現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試電源時(shí)，不允許使用交流電源接地；

3.在任何情況下，用戶不得自行更改防爆電路、元器件和防爆型式；

4.必須先切斷外接電源再打開(kāi)轉(zhuǎn)換器蓋子。