一、概述
智能旋進(jìn)旋渦流量計(jì)是我公司開(kāi)發(fā)研制的的氣體流量?jī)x表。該流量計(jì)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,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。
1.1產(chǎn)品主要特點(diǎn)
l 無(wú)機(jī)械可動(dòng)部件,不易腐蝕,穩(wěn)定可靠,壽命長(zhǎng),*運(yùn)行無(wú)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(qiáng);
l 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)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;
l 采用雙檢測(cè)技術(shù)可有效地提高檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度,并抑制由管線振動(dòng)引起的干擾;
l 采用的智能抗震技術(shù),有效的抑制了震動(dòng)和壓力波動(dòng)造成的干擾信號(hào);
l 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);
l 采用EEPROM技術(shù),參數(shù)設(shè)置方便,可保存,并可保存長(zhǎng)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(hào),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(bào)警輸出,可由用戶任選其中之一;
l 流量計(jì)表頭可360度旋轉(zhuǎn),安裝使用簡(jiǎn)單方便;
l 配合本公司的FM型數(shù)據(jù)采集器,可通過(guò)因特網(wǎng)或者網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸
l 壓力、溫度信號(hào)為傳感器輸入方式,互換性強(qiáng);
l 整機(jī)功耗低,可用內(nèi)電池供電,也可外接電源。
304法蘭鑄鋼天然氣流量計(jì),溫壓補(bǔ)償智能氣體旋進(jìn)旋渦流量計(jì)
1.2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)量的產(chǎn)品。
二、 結(jié)構(gòu)與工作原理 2.1流量計(jì)結(jié)構(gòu)流量計(jì)由以下七個(gè)基本部件組成(圖1):
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)烈的漩渦流。
⒉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。 (圖1)
⒊智能流量計(jì)積算儀(原理見(jiàn)圖3)
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.壓電晶體傳感器
安裝在靠近殼體擴(kuò)張段的喉部,可檢測(cè)出漩渦進(jìn)動(dòng)的頻率信號(hào)。
⒎消旋器
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。
2.2工作原理
流量傳感器的流通剖面類(lèi)似文丘利管的型線(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))。
2.3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,并自動(dòng)進(jìn)行壓縮因子修正,氣態(tài)方程如下:
………………(2)
式中:
QN ——標(biāo)況下的體積流量(m3/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)下的溫度(293.15K);
T——被測(cè)流體的溫度(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。按石油天然氣總公司的標(biāo)準(zhǔn)SY/T6143-1996中的公式計(jì)算。
三、主要技術(shù)參數(shù)與功能
3.1流量計(jì)規(guī)格、基本參數(shù)和性能指標(biāo)(見(jiàn)表1)
(表1)
公稱通徑DN(mm) | 類(lèi)型* | 流量范圍 (m3/ h) | 工作壓力(MPa) | 度等級(jí) | 重復(fù)性 |
15 | 1.0-10 | 1.6 2.5 4.0 6.3 10 16 | 1.0 1.5 | 小于基本誤差限值的1/3 | |
20 | 1.5-15 | ||||
25 | 3.0-30 | ||||
32 | 6.0~60 | ||||
40 | 7.0~70 | ||||
50 | A型 | 12~150 | |||
B型 | 2.5~75 | ||||
80 | A型 | 40~400 | |||
B型 | 10~200 | ||||
100 | A型 | 80~900 | |||
B型 | 30~600 | ||||
150 | A型 | 150~1500 | |||
B型 | 40~900 | ||||
200 | 240~3600 | 1.6;2.5;4.0 |
注:1.準(zhǔn)確度:為溫度、壓力修正后的系統(tǒng)精度;
2. A、B用以區(qū)別相同通徑不同流量范圍。
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(duì)濕度:5%~95%
介質(zhì)溫度:-20℃~+80℃
大氣壓力:86KPa~106KPa
304法蘭鑄鋼天然氣流量計(jì),溫壓補(bǔ)償智能氣體旋進(jìn)旋渦流量計(jì)
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(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。