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旋進(jìn)旋渦流量計(jì)

2020-06-09



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


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,最后在


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))。





圖  2






2.3流量積算儀工作原理




圖3


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:


Pa ? P   TN


?  Z


N


QV ??????(2)


T      Z


QN   ?


?


PN


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。





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)


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


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。


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(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;


B.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)≤900Hz。


C.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。




3.4.4


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)。


3.4.5


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)最大標(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。


3.4.6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,最大負(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,最大負(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;


3.5實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能


3.5.1流量計(jì)為了適應(yīng)數(shù)據(jù)管理方面的需要,增加了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能,由設(shè)定選擇以下三


者之一:


A.起停記錄:最近的1200次起停時(shí)間、總量、凈流量記錄。出廠默認(rèn)項(xiàng)。對(duì)應(yīng)通信協(xié)議由


公司另外提供);


B.日記錄:最近920天的日期、零點(diǎn)時(shí)刻的溫度、壓力、標(biāo)準(zhǔn)體積流量和總量記錄。


C.定時(shí)間間隔記錄:1200條定時(shí)間間隔的日期時(shí)間、溫度、壓力、標(biāo)準(zhǔn)體積流量和總量記


錄。


3.5.2通過(guò)電腦可讀取上述存儲(chǔ)數(shù)據(jù),形成數(shù)據(jù)報(bào)表、曲線圖供分析。


3.6網(wǎng)絡(luò)通信管理軟件功能


流量計(jì)與數(shù)據(jù)采集器配套,可通過(guò)電話線或?qū)拵ЬW(wǎng)進(jìn)行通信,對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的每臺(tái)流量計(jì)的


歷史數(shù)據(jù)及參數(shù)進(jìn)行讀取與設(shè)置,同時(shí)通信管理軟件可實(shí)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(jí):IP65


3.9壓力損失






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