高炉煤气流量计概述
1、工作原理
当介质在测量管中流动时，因其自身的动能通过阻流件（靶片）时而产生的压差，并对阻流件有一作用力，其作用力的大小与介质流速的平方成正比。阻流件（靶片）接受的作用力F，经刚性连接的传递件（测杆）传至双电容传感器，双电容传感器产生电容差经高精度AD芯片进行处理，直接输出数字信号，由此，通过AD转换及计算机处理后，即可得到相应的瞬时流量和累积总量，其工作原理见示意（图1）：
2、结构
电容式靶式流量计主要由测量管（外壳）、双电容传感器（含阻流元件）、积算显示和输出部分组成。根据不同的介质和工况，必须选用相适应的双电容传感器，因此，用户提供准确的计量对象及参数，生产厂家选用合适的电容力传感器是产品能否计量准确的关键。其结构如右（图2）：
3、特点
1.采用大屏液晶显示，可同时显示多组参量，读数更直观；
2.整台仪表在设计中无可动部件，插入式结构，拆卸方便；
3.可选用多种防腐及耐高低温材质（如哈氏合金，钛等）；
4.整机可做成全密封（焊接形式），无任何泄漏点，可耐42MPa高压；
5.仪表内设自检程序，故障现象一目了然；
6.传感器不与被测介质接触，不存在零部件磨损，使用安全可靠；
7.具有多种安装方式供选择，如选择在线插入式，安装费用低；
8.具有一体化温度、压力补偿，直接输出质量或标方；
9.具有可选小信号切除、非线性修正、滤波时间可选择；
10.能准确测量各种常温、高温500度、低温-200度工况下的气体、液体流量；
11.计量准确，精度可达到0.2%；
12.重复性好，一般为0.05～0.08%，测量快递；
13.压力损失小，仅为标准孔板的1/2△P左右；
14.抗干扰，抗杂质能力特强；
15.可根据实际需要更换阻流件（靶片）而改变流量范围；
16.安装简单方便，极易维护；
17.多种输出形式，能远传各种参数；
18.抗震动性强，一定范围内可测脉动流。
4、技术指标
5、外形及尺寸
连接短管及法兰公称直径气体采用DN100mm，液体采用DN50mm，法兰规格采用国标1.6MPa、2.5MPa、4.0MPa，密封面形式RF。
4.连接法兰规格
a、法兰规格：公称压力0.6MPa～42.0MPa；
b、法兰尺寸主要采用国家标准GB/T系列，并可采用化工行业标准HG系列、机械行业标准JB/T系列，也可协商提供按照客户要求的法兰。
6、流量计的安装及要求
1.流量计的安装
高温型（80度至500度）、常温型（-30度至70度）、低温型（-200度至-40度）
a.常温型、低温型、高温型流量计视不同工况采用水平、垂直或倒置式安装（以出厂效验单为准）；
b.介质工作温度在300度以上时，用户应对流量计壳体采取隔热措施防止热辐射损坏表头（表头工作温度为-30至70度），同理工作温度-100度以下的介质，也要采取防冻措施；
c.为保证流量计准确计量，要求设置前后直管段；（图8）
d.为保证流量计在检查及更换时不影响系统工作，应尽量设置旁通阀（3）及切断阀（1、2）；（图8）
e.因工艺需要可采用垂直安装，被测介质流向可由下至上，也可由上至下，但订购时应向供货方说明；
f.流量计口径与相连的管道口径尺寸尽量相同，以减少流动干扰，造成计量误差；
g.法兰式和夹装式流量计安装时，应注意法兰之间密封垫片内孔尺寸大于流量计和工艺管道通径6-8mm及否同轴，以避免因其产生干扰流而影响计量精确度；
h.插入式流量计安装时，将短管及法兰焊到管道上时必须确保流体正对着靶片受力面，焊接短管高度在100mm（从管道内壁至法兰密封面的距离）；（图9）
i.对于新完工的工艺管道，应*行初步吹扫后再安装流量计；
j.测量管外壁上箭头所指方向为被测介质流向；
k.流量计壳体必须可靠接地，若无接地条件应向厂方说明；
l.流量计连接法兰规格执行GB/T系列标准，也可以根据用户要求特殊加工（以出厂效验单为准）。
1、2、3分别为前后阀和旁通阀；4为流量计，L≥10D和L≥5D分别为前后直管段长度，D为管道公称直径。
2.流量计设置零点
注：（流量计安装后必须*置零操作）
由于电容式力传感器及阻流件有自重，在流量计安装时不在水平方位状况下，需要重新设置流量计零点。
操作程序为：（也可在管道内无介质流动时直接置零，高温型及低温型流量计必须使管道内温度达到工作温度后置零）
a.关闭流量计下游的阀门；
b.缓慢打开流量计上游阀门，使流量计充满介质；
c.缓慢打开流量计下游阀门，使流量计运行10分钟左右；
d.关闭流量计上、下游阀门，并确定管道内流量为零；
e.用白纸或手指按在“ZERO”位置不小于3S；见（图10）
7、注意事项
不允许直接在流量计测量管前后端安装阀门、弯头等极大改变流体流态的部件。
如果需要在流量计前后管道上安装阀门、弯头等部件也应尽量保证前后直管段长度。
8、接线
a、24V供电型
1.24V供电型流量可具备多种输出方式，
a.电流输出：4～20mA；电源：16-32VDC，二线制；
b.脉冲输出：0～1000Hz；内阻1000Ω；电源：16-32VDC；10mA（带背光20mA）；
c.RS485接口：电源：16-32VDC；10mA（带背光20mA）；
d.电流输出+HART：4～20mA；电源：16-32VDC，二线制；
2.电流输出特性（图4）
以上图中Imin为流量计最小显示流量所对应的电流输出值，其输出值的大小为：
同理：可计算出满量程输出范围内任-输出电流及对应流量值。
3.0～1000HZ脉冲输出特性（图5）
4.仪表接线
a.流量计信号输出线电气连接口规格为：M20×1.5
b.4～20mA电流输出为二线制（图6）
c.脉冲输出为三线制（图7）
b、3.6V电池供电型
3.6V电池供电型的流量计，无法显示电池的容量，当电池电压越来越低时，显示会慢慢变模糊，应马上更换电池。更换电池应为相同技术参数的电池，我公司电池可使用两年。（可向我厂咨询或购买）
为提高电池的使用时间，可通过修改滤波系数LP参数，该值设置越大，则代表可以使用更长时间，但流量计采集速度将会变慢。
高炉煤气流量计功能介绍
1.温压补偿
靶式流量计所测量的流量为体积流量，当所测介质密度受温度、压力变化的影响较大时（如气体类），流量计测量的结果将会产生较大误差，为了得到较高的测量精度，需要实时采集温度、压力参数，并计算出实时工况的介质密度，从而可得到准确的质量流量。
2.流量非线性修正
为提高流量计的测量精度，采用插值算法自动对流量系数进行校正，可精度的校正流量计的线性误差。
流量计可设置9个流量修正系数，分别对10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%的测量点，所有修正系数值默认小数后3位，均为流量系数C1为基础。
修正方法：实际流量系数=（*C）×C1/1000；
举例：2C=1010,3C=1004，当前瞬时流量是满程的25%，进行插值算法，则25%点的修正系数为1007；
实际流量系数=C1×（1007/1000）；
3.温度修正
当流量计具备温度补偿时，所以安装位置、引线等可能存在测量误差，当出现此种情况时，可通过温度修正值进行修正，修正计算方法如下：
测量结果=采集温度-（1000-修正值oS）/10
举例：标准温度为250℃，但流量计显示251.3℃，则代入公式计算得到
250=251.3-（1000-修正值oS）/10 则oS=987；
标准温度为270℃，但流量计显示268.3℃，则代入公式计算得到
270=268.3-（1000-修正值oS）/10 则oS=1017；
高炉煤气流量计通讯功能
1.MODBUS-RTU通讯
仪表采用标准MODBUS-RTU协议，数据格式：无校验、8位数据、1位停止位，高字节在前，低字节在后。
高炉煤气流量计危险场所安装和防爆型产品的注意事项
电容式靶式流量计（以下简称流量计）防爆型产品，经国家防爆电气产品质量监督检验中心（CQST）检验，符合GB3836.1-2000 GB3836.1-2000《爆炸性气体环境用电气设备 第1部分：通用要求》，GB3836.2-2000 GB3836.2-2000《爆炸性气体环境用电气设备 第2部分：隔爆型“d”》及GB3836.4-2000《爆炸性气体环境用电气设备 第4部分：本质安全型“i”》标准规定的要求，产品防爆标志为ExdⅡCT4、ExiaⅡCT4。
1.流量计在下列环境条件下应能正常工作
a.大气气压：86～106KPa
b.周围环境温度：-20℃～+60℃（8oF-140oF）
c.周围环境相对湿度：≤95%RH（+25℃）
d.隔爆型流量计可适用于含有ⅡA、ⅡB、ⅡC级T1～T4组爆炸性气体混合物的1区、2区的危险场所；
e.本安型流量计可适用于含有ⅡA、ⅡB、ⅡC级T1～T4组爆炸性气体混合物的0区、1区、2区的危险场所；
2.用户在安装使用流量计时应注意下列事项
（安装前须进行下列各项检查，如不符合要求，则不准投入使用）
a.有防爆标志和防爆合格证编号，并与电容式靶式流量计的使用场所要求一致；
b.隔爆外壳各零部件联接正确，紧固可靠；
c.所有隔爆零件应无裂纹和影响隔爆性能的缺陷；
d.用户在使用流量计时应可靠接地；
e.隔爆型产品在现场使用，维护时必须遵守“严禁带电开盖”的原则；拆装时，注意保护隔爆面和螺纹隔爆面不得磕碰和划伤。
f.用户不得自行随意更换产品的电气元件及系统配接状态；
g.隔爆型产品的引入电缆最小外径为φ6mm；
h.产品有冗余引入口，必须用我公司提供的堵头堵封。
i.防爆产品使用一定周期后，必须更换老化件。如电缆引入装置密封圈老化变质时应及时更换，我公司有配件，须在我公司购买。
3.本安型防爆产品还应注意
a.本产品符合GB3836.1-2000《爆炸性气体环境用电气设备 第1部分：通用要求》、GB3836.4-2000《爆炸性气体环境用电气设备 第4部分：本质安全型“i”》标准，防爆标志为：ExiaⅡCT4，它适用于0区、1区、2区，含有ⅡA～ⅡC类爆炸性气体混合物场所。
b.本安参数：Ui=28VDC，Ii=93mA，Po=0.65W，Ci=0.045uF，Li=0.33mH；
c.产品安装应按照GB3836.15-2000《爆炸性气体环境用电气设备 第15部分：危险场所电气安装（煤矿除外）》的有关规定进行。并由专业人员负责安装。经过防爆认证合格的产品。不允许随意更换或改动影响防爆性能的元器件和结构。
d.本产品必须与取得防爆合格证安全栅同时使用，安全栅须装在安全场所，其安装、使用、维护必须遵守安全栅使用说明书；
e.当产品用于连接爆炸性环境0区的本安型产品时，向安全栅供电的电源变压器须符合GB3836.4-2000标准第8.1条款要求。
f.本安系统接线（图11）
g.安全场所[Exia]ⅡC 危险场所 ExiaⅡCT4
h.本安系统参数都必须遵循如下匹配原则：Uo≤Ui；Io≤Ii；Po≤Pi；Cc≤Co-Ci；Lc≤Lo-Li
Cc、Lc：安全栅到本安产品之间连接电缆（或导线）允许总的分布电容和电感，Uo：安全栅的输出电压，Io：安全栅的输出电流，Po：安全栅的输出功率，Lo：安全栅允许的外部电感，Co：安全栅允许的外部电容；Ui：本安产品的输入电压，Ii：本安产品的输入电流，Pi：本安产品的输入功率，Li：本安产品的内部电感，Ci：本安产品的内部电容。符号详细意义见GB3836.4-2000标准。
高炉煤气流量计常见故障及排查
（流量计带故障自检程序，用户通过显示屏可查知部分原因！）
1.当管道内被测介质流速为零时，流量计示值瞬时流量值不为零，造成该现象的主要原因有：
a.安装前后流量计水平度不一致，以至靶片和靶杆因倾斜而产生轴向水平分力导致瞬时流量存在；
b.流量计长期运行，其传感器内部应力释放产生微变；
c.安装或运行过程中，严重过载造成零点漂移；
以上三种方式均可参照有关流量计清零的步骤和方法处理。
d.流量计壳体接地不良；
处理方法：用户重新接地。
e.靶片、靶杆与测具之间被杂物卡住；
处理方法：关闭流量计前后阀门，用工具松开流量计过度部件与测量管之间的连接螺栓，并轻轻的晃动过渡部件或取出，清理杂物后照原样复位即可。
2.流量计工作过程中示值出现非正常增大，造成该现象的主要原因有：
a.靶片以及靶杆上挂有丝状及带状杂物；
处理方法：参照处理杂物方法。
b.高结垢条件下，靶片和靶杆产生严重结垢，使受力元件靶板沿测量管轴线上投影面积增加，即靶片与测量管之间环形过流面积减少，进而在相同流量下，传感器受力增大，最终导致流量示值非正常增加；
处理方法：取下过渡部件，用工具将靶片和靶杆以及测量管内壁上的圬物清除即可。
3.计量误差大，造成该现象的原因很多，其最主要的原因为以下几种：
a.安装时流量计与连接管道相对同心度出现较大错位，密封垫片未同心，从而形成节流阻件，极大影响被测介质流态；
处理方法：调整安装状态。
b.流量计前后直管段太短，并于流量计前直接安装了弯头，阀门等极大干扰被测介质流态部件；
处理方法：按照说明书要求进行安装或对流量计进行实地实流标定。
c.旁通管道泄漏；
处理方法：检查及更换旁通管路。
d.靶片上绕缠有带状杂物，增大了靶片受力；
处理方法：参照前面处理杂物方法。
4.流量计无示值或无发信号，其原因主要有以下四种：
a.电源接触不良或脱落；
处理方法：对于自带电池的流量计，检查电池是否装稳，触点是否良好，以及电池是否有电。对于外接电源，应检查连接导线之间连接是否完好，导线是否导通，外供电源是否正常。
b.流量计电路损坏；
处理方法：返厂修理。
c.显示屏损坏；
处理方法：返厂更换。
d.用户信号接收系统故障；
处理方法：检查、排除故障。
5.流量计运行过程中示值一直为零，此种现象主要原因有：
a.受力元件（靶片）脱落，导致传感器无力感应；
处理方法：装配相同规格的靶片。
b.流量计传感器无电压输出信号；
处理方法：首先判断传感器是否损坏，具体的方法是看传感器数据有无变化。
c.被测介质流量太小，低于流量计的最小刻度流量；
处理方法：返厂重新更换受力元件。
特别提示
1.更换电池
自带电池供电的流量计，显示屏出现模糊时，提示用户电池电量将用尽。更换电池应为相同技术参数的电池，我公司流量计采用低功耗设计，电池根据不同工况及电池自身情况下可使用一至四年。
2.环境要求
流量计使用环境温度为-30度至70度，尽管自身有相当的防护等级，对安装在室外的流量仪表要加以相应遮雨及防碰撞措施。
