A氣體渦輪流量計的安裝說明 一、概述 氣體渦輪流量計是吸取了國內外流量儀表先進技術優化設計，綜合了氣體力學、流體力學、電磁學等理論而自行研制的集溫度、壓力、流量傳感器和智能流量積算儀于于一體的新一代高精度、高可靠性的氣體精密計量儀表，具有出色的低壓和高壓計量性能，多種信號輸出方式以及對流體擾動低敏感性，廣泛適用于天然氣、煤制氣、液化氣、輕烴氣體等氣體的計量。 該產品經國家防爆產品質檢部門按GB3836.2000《爆炸性氣體環境用電氣設備第1部：通用要求》，GB38362.2-2000《爆炸性氣體環境用電氣設備第2部分：隔爆型“d”》和GB3836.4-2000《爆炸性氣體環境用電氣設備第4部分：本質安全“i”》標準檢驗合格，防爆標志為ExdⅡBT6（隔爆型）、ExiaⅡCT6（本安型）。適用于含有ⅡA、ⅡB、ⅡC類T1~T6溫度組別爆炸性氣體混合物的0（僅本安型）1、2區危險場所。 二、產品特點 ■采用新型傳感器，始動流量低、壓力損失小、抗振與抗脈動流性能好，不易腐蝕、可靠性好、使用壽命長。 ■采用新型微處理器與高性能的集成芯片，運算精度高、整機功能強大，性能優越。 ■采用先進的微功耗高新技術，整機功耗低。既能用內電池長期供電運行，又可由外電源供電運行。 ■按流量頻率信號，可將儀表系數分八段自動進行線性修正，可根據用戶需要提高儀表的計算精度。 ■采用EEPROM數據存貯技術，具備歷史數據的存貯與查詢功能，三種歷史數據記錄方式可供用戶選擇。 ■流量計表頭可180°旋轉，安裝使用簡單方便。 ■高度，一般可達±1.5%R、±1.0%R。 ■重復性好，短期重復性可達0.05%~0.2%，正是由于具有良好的重復性，在貿易結算中是優先選用的流量計。 ■可檢測被檢測氣體的溫度、壓力和流量，能進行流量自動跟蹤補償，并顯示標準狀態下（Pn=101.325KPa,Tn=293.15K）的氣體流量：可實時查詢溫度、壓力、時間、日期等數據。 三、工作原理 1.流量計結構：見http:///zhongkong-Products-349732/ 2.工作原理 當氣體流進入流量計時，首先經過獨立機芯的前導流體并加速，在流體的作用下，由于渦輪葉片與流體的流向成一定角度，此時渦輪產生轉動力矩，在渦輪克服阻力力矩和摩擦力矩后開始轉動。當諸力矩達到平衡時，轉速穩定，渦輪轉動速度與流量成線性關系，通過旋轉地發信盤的磁體周期性地改變傳感器的磁阻，從而在傳感器兩端感應出與流體體積流量成正比的脈沖信號，該信號經前置放大器放大、整形后和壓力溫度傳感器檢測到的壓力、溫度信號同時輸給流量積算儀進行處理，直接顯示標準體積流量和標準體積總量。 3.流量積算儀工作原理 流量積算儀有溫度和壓力檢測模擬通道、流量傳感器通道以及微處理單元組成，并配有外輸接口，輸出各種信號。流量計中的微處理器按照氣態方程進行溫壓補償，并自動進行壓縮因子修正，氣態方程如下： Qn=Zn/Zg.（Pg+Pa）/Pn.Tn/Tg.Qg 式中：Qn—標準狀態下的體積流量（m³/h） Qg—未經修正的體積流量（m³/h） Pg—l流量計壓力檢測點處的表壓（KPa） Pa—當地大氣壓（KPa） Tg—介質的溫度（273.15+t）K t—被測介質攝氏溫度（℃） Zn—標準狀態下的壓縮系數 Zg—工作狀態下的系數 Tn—標準狀態下的溫度（293.15K） Pn—標準大氣壓（101.325KPa） 注：對天然氣Zn/Zg=（Fz）²,Fz成為超壓縮因子，按中國石油天然氣總公司的標準SY/T6143-4996中的公式進行計算。 四、技術參數 1.基本參數 | 執行標準 | 封閉式管道中氣體流量—氣體渦輪流量計（GB/T8940-2003） | | 儀表口徑（mm）及連接方式 | 25、32、40、50、65、80、100、125、150、200、250、300采用法蘭連接 25、32、40、50可采用螺紋連接 | | 精度等級 | ±1.5%R（±1%R需特制） | | 量程比 | 1:10 ；1:20 ；1:30 | | 儀表材質 | 表體：304不銹鋼或鑄鋁 葉輪：防腐ABS或鋁合金 轉換器：鑄鋁 | | 使用條件 | 介質溫度：-20℃~+80℃ 環境溫度：-30℃~+60℃ 相對濕度：5%~90% 大氣壓力：86Kpa~106Kpa | | 工作電源 | 外電源：+24VDC±15%，紋波≤±5%，適用于4-20mA輸出、脈沖輸出、RS485通訊輸出等 內電源：1組3.0V10AH鋰電池，電池電壓在2.0V~3.0V時均 可正常工作。 當電壓低于2.0時出現欠壓指示 | | 整機耗能 | 外電源：<1W 內電源:平均功耗≤1W,可連續使用三年以上。 | | 信號輸出功能 | 脈沖信號?、4-20mA電流信號 ?、控制信號? | | 通訊輸出功能 | RS485通訊④ | | 實時記錄功能⑤ | 起停記錄、日記錄、定時間間隔記錄 | | 信號接線口 | 內螺紋M20*1.5或其他 | | 防爆等級 | ExdⅡBT6或ExiaⅡCT4 | | 防護等級 | IP65 | ①脈沖輸出方式（由設定選擇以下三種之一） 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光耦隔離放大輸出，高電平≥20V，低電平≤1V。 B.與標準體積流量成正比的頻率信號，經光耦隔離放大輸出，高電平≥20V,低電平≤1V。 C.定標脈沖信號，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定范圍：0.01m³~10.00m³.但選擇該值時必須注意：定標脈沖信號頻率應≤200HZ. ②4-20mA電流信號（采用光隔離電流模塊） 與標準體積流量成正比，4mA對應0m³/h,20mA對應zui大標準體積流量（該值可設定），制式：兩線制或三線制。 ③控制信號 A.下限報警信號（LP）：光電隔離開集電極（OC）:輸出，正常狀態OC門截止，報警狀態OC門導通，zui大負載電流50mA，工作電壓+12VDC~+24VDC。 B.上限報警信號（UP）：光電隔離開集電極（OC）輸出，正常狀態OC截止，報警狀態OC門導通，zui大負載電流50mA,工作電壓+12VDC~+24VDC。 C.關閥報警輸出（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，負載電阻≥100K?。 C.電池欠壓報警輸出（BL,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，負載電阻100K?。 ④RS485通訊 采用RS485接口，可直接與上位機或二次儀表聯網，遠傳顯示介質的溫度、壓力和經溫度、壓力補償后的標準體積流量和標準體積總量。 ⑤實時記錄功能 流量計為了適應數據管理方面的需要，增加了實時數據存貯功能，由設定以下三者之一： a.起停記錄：zui近的1200次啟停時間、總量、凈流量記錄。出廠默認頁。 b，日記錄：zui近920天的日期、零點時間的溫度、壓力、標準體積和總量記錄。 C，定時間間隔記錄：1200條定時時間間隔的日期時間、溫度、壓力、標準體積和總流量記錄。 通過筆記本電腦可讀取上述存貯數據，形成數據報表、曲線圖供分析。 電氣參數 2.1氣體渦輪流量計 表2 | 符號 | 參數 | 測試條件 | 典型值 | | VDD | 工作電源 | | 外電源;+24VDC±15%,紋波≤±5% | | VIN | 信號輸出 | | 峰峰值VPP:10~50mV；頻率≤2KHZ | | IOUT | 輸出電流 | VDD=24VDC | 4~20mA，線性度≤2‰，負載電阻<800? | | R | 絕緣電阻 | 測試端子與外殼間絕緣電阻 施加電壓：50V; 測試端子：A+,B- | >500M? | 2.2智能氣體渦輪流量計 2.2.1電池供電 表3 | 符號 | 參數 | 測試條件 | 典型值 | | VDD | 工作電源 | | 3.6V鋰電池 | | IS | 靜態電流 | 無輸入 | 207.38µA | | IP | 工作電流 | 輸入信號1KHZ | 213.53µA | | VIN | 輸入信號 | | 峰峰值VPP:10~50mV；頻率≤2KHZ | | R | 絕緣電阻 | 測試端子與外殼間絕緣電阻 施加電壓：50V; 測試端子：電池正端，電池負端 | >500M? | 2.2.2 24V供電 表4 | 符號 | 參數 | 測試條件 | 典型值 | | VDD | 工作電源 | | 外電源;+24VDC±15%,紋波≤±5% | | VIN | 信號輸出 | | 峰峰值VPP:10~50mV；頻率≤2KHZ | | IOUT | 輸出電流 | VDD=24VDC | 4~20mA，線性度≤1.1‰，負載電阻<850? | | R | 絕緣電阻 | 測試端子與外殼間絕緣電阻 施加電壓：50V; 測試端子：24V+，GND, 5V+，mA+,mA-,FOUT | >500M? | 2.3低功耗氣體渦輪流量計 表5 | 符號 | 參數 | 測試條件 | 典型值 | | VDD | 工作電源 | | 外電源;+24VDC±15%,紋波≤±5% | | 3.6V鋰電池 | | IS | 靜態電流 | 無輸入 | 446.49µA | | IP | 工作電流 | 輸入信號1KHZ | 1.283mA | | VIN | 輸入信號 | | 峰峰值VPP:10~50mV；頻率≤2KHZ | | RL | 輸出脈沖負載 | VDD=24V DC | 線纜阻值<20K?;負載阻值>1K? | | RS485 | RS485通訊 | VDD=24V DC | 負載阻值<350? | | R | 絕緣電阻 | 測試端子與外電源間絕緣電阻 施加電壓：500V; 測試端子：24V+,GND,FOUT,IOUT+,IOUT-,48,485B | >500M? | 3.測量范圍及工作壓力 表6 | 公稱通徑 （mm） | 標準量程 （m³/h） | 擴展量程 （m³/h） | 常規耐壓等級 （Mpa） | 特制高壓等級 （Mpa） | 安裝方式 | | DN25 | S | 2.2-25 | W | 4-40 | 1.6 | 2.2,4.0 | 法蘭（螺紋） | | DN40 | S | 5-50 | W | 6-60 | 1.6 | 2.2,4.0 | 法蘭（螺紋） | | DN50 | S1 | 6-65 | W1 | 5-70 | 1.6 | 2.2,4.0 | 法蘭 | | S2 | 10-100 | W2 | 8-100 | | DN65 | S | 15-200 | w | 10-200 | 1.6 | 2.2,4.0 | 法蘭 | | DN80 | S1 | 13-250 | W | 10-160 | 1.6 | 2.2,4.0 | 法蘭 | | S2 | 20-400 | 法蘭 | | DN100 | S1 | 20-400 | W | 13-250 | 1.6 | 2.5 | 法蘭 | | S2 | 32-650 | 法蘭 | | DN125 | S | 25-700 | W | 20-800 | 1.6 | 2.5 | 法蘭 | | DN150 | S1 | 32-650 | W | 80-1600 | 1.6 | 2.5 | 法蘭 | | S2 | 50-1000 | 法蘭 | | DN200 | S1 | 80-1600 | W | 50-1000 | 1.6 | ______ | 法蘭 | | S2 | 130-2500 | 法蘭 | | DN250 | S1 | 1300-2500 | W | 80-1600 | 1.6 | ______ | 法蘭 | | S2 | 200-4000 | 法蘭 | | DN300 | S | 200-4000 | W1 | 130-2500 | 1.6 | ______ | 法蘭 | | W2 | 320-6500 | 1.6 | 五、儀表分類 1.按儀表功能分類氣體渦輪流量計可分為4大類，即： ▊氣體渦輪流量傳感器/變速器 ▊智能型氣體渦輪流量計 ▊低功耗型氣體渦輪流量計 ▊智能溫壓補償型氣體渦輪流量計 2.功能說明 ▊氣體渦輪流量傳感器/變速器 該類渦輪流量產品本身不具備現場顯示功能，僅將工況流量信號遠傳輸出。儀表價格低廉，靈活方便，體積小巧，特別適合與二次表顯示儀，PLC、DCS等計算機控制系統配合適用。該類渦輪流量計均為防爆產品，防護等級為;ExdⅡBT6. 按照不同的輸出信號，該類產品可分為傳感器和變送器 表7 | | 傳感器 | 變送器 | | 顯示方式 | 無現場顯示 | 無現場顯示 | | 信號輸出 | 三線制工況脈沖，高電平≥8V，低電平≤0.8V | 工況4-20mA兩線制 | | 供電電源 | 24VDC外供電 | 24VDC外供電 | | 防爆等級 | ExdⅡBT6 | ExdⅡBT6 | 應用場合：可作為工況流量信號的采集儀表，將流量信號遠傳至上位機。 ▊智能一體化氣體渦輪流量計（圖參見樣本） 一體化智能儀表，采用雙排液晶現場顯示，具有機構緊湊、讀數直觀清晰、可靠性高、不受外界電源的干擾、抗雷擊、成本低等明顯優點。該類渦輪流量計按照供電方式，是否具備遠傳信號輸出可分為以下5種。表8 | 類型 | 電池供電現場顯示型 | 現場顯示脈沖輸出型 | | 儀表顯示 | 同時顯示工作狀態下的瞬時流量、總累計流量 | 同時顯示工作狀態下的瞬時流量、總累計流量 | | 信號輸出 | 無 | 工況脈沖 | | 供電電源 | 3V鋰電池（連續適用4年以上） | 24VDC外供電和3V鋰電池 | | 防爆等級 | ExdⅡBT6 | ExdⅡBT6 | | 類型 | 現場顯示電流輸出型 | 雙供電電流輸出型 | | 儀表顯示 | 同時顯示工作狀態下的瞬時流量、總累計流量 | 同時顯示工作狀態下的瞬時流量、總累計流量 | | 信號輸出 | 工況4-20mA | 工況4-20mA | | 供電電源 | 24VDC外供電 | 24VDC外供電和3V鋰電池 | | 防爆等級 | ExdⅡBT6 | ExdⅡBT6 | | 類型 | 現場顯示雙輸出型 | | | 儀表顯示 | 同時顯示工作狀態下的瞬時流量、總累計流量 | | | 信號輸出 | 工況4-20mA和工況脈沖 | | | 供電電源 | 24VDC外供電 | | | 防爆等級 | ExdⅡBT6 | | 應用場合：①在溫度、壓力相對溫定的工況現場，作為工業控制儀表 ②在溫度、壓力相對溫定的工況現場，用戶可根據儀表示值參考氣體方程自行運算到標況流量。 n 低功耗型氣體渦輪流量計 一體化型智能儀表，采用雙排液晶現場顯示，具有機構緊湊、讀數直觀清晰、可靠性高、不受外界電源干擾、抗雷擊、成本低等明顯優點。該類渦街流量計按照供電方式，是否具備遠傳信號輸出可分為4種。 表 表9 | 類型 | 電池供電現場顯示型 | RS486或4-20mA電流輸出型 | | 信號顯示 | 同時顯示工作狀態下的瞬時流量、總積累流量 | 同時顯示工作狀態下的瞬時流量、總累計流量 | | 信號輸出 | 無 | RS485或4-20Ma | | 供電電源 | 3V鋰電池（連續適用4年以上） | 24VDC外供電 | | 防爆等級 | ExdIIBT6 | ExdIIBT6 | | 類型 | RS485+脈沖輸出型 | RS485+0-20mA電流輸出型 | | 信號輸出 | 同時顯示工作狀態下的瞬時流量、總累計流量 | 同時顯示工作狀態下的瞬時流量、總累計流量 | | 供電電源 | RS485和脈沖 | RS485和0-20mA（三線制） | | 防爆等級 | 24VDC外供電 | 24VDC外供電 | | 防爆等級 | ExdIIBT6 | ExdIIBT6 | 應用場合：①在溫度、壓力相對穩定的工況現場，作為工業控制儀表； ②在溫度、壓力相對穩定的工況現場，用戶可根據儀表示值參考氣體方程自行運算到標況流量。 |
