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  技術文章
 
氣體渦輪流量計的安裝說明
點擊次數:5283 發布時間:2012-12-20

 

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
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
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
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。

 

 
 
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