LCQ系列氣體智能渦輪流量計 一、概述　　LCQ系列氣體智能渦輪流量計是我公司按照IS09951標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合國內(nèi)外流量儀表先進(jìn)技術(shù)而研制開發(fā)的集溫度、壓力、流量傳感器和智能流量積算儀于一體的新一代高精度、高可靠性的精密計量儀表，它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的低敏感性，使得LCQ系列流量計成為一種特別優(yōu)秀的能準(zhǔn)確計量氣體累積量的商業(yè)貿(mào)易計量儀表?！　≡摿髁坑嫃V泛應(yīng)用于：城市管線（網(wǎng)）燃?xì)獾挠嬃?、工業(yè)燃?xì)獾挠嬃俊⑷細(xì)庹{(diào)壓站的計量、能源管理以及其它各種無腐蝕性氣體的計量或流量控制等場合?！　≡摦a(chǎn)品經(jīng)國家防爆產(chǎn)品質(zhì)檢部門安GB3836-2000}}爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第1部分：通過要求））　　GB3836.2-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第2部分：爆炸型 》和GB3836.4-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第4部分：本質(zhì)安全型 i }}標(biāo)準(zhǔn)檢驗合格，防爆標(biāo)志為ExdIIBT（隔爆型）、ExiaIIBT4,ExiaIICT4（本安型）。適用于含有且A,且B,且C類丁1~丁2、溫度組別爆炸性氣體混合物的0（僅本安型）1,2區(qū)危險場所。二、主要特點　滿足巧09951標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求，表體長度為3DN（DN為流量計口徑），并經(jīng)高、低水平擾動試驗；　可檢測被測氣體的溫度、壓力和流量，能進(jìn)行流量自動跟蹤補(bǔ)償和壓縮因子修正，顯示標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下?。≒b=101.325KPa,Tb=293.15K）的氣體體積累積量；　流量范圍寬（Qmin/Qmax=1:20或更寬），重復(fù)性好，精度高（可達(dá)1.0級），壓力損失小，起始流量低；　　具有五段儀表系數(shù)設(shè)定及自動修正的功能；　采用專用一體化整流器，對流量計的前后直管段安裝要求低（前為 3DN，下游1DN要求）；　內(nèi)置式壓力、溫度傳感器，安全性能高、結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀；　一節(jié)鏗電池可連續(xù)使用八年以上；　智能流量積算儀可以任意角度定位（轉(zhuǎn)動角度為360度），使流量計在各種安裝條件下的讀數(shù)更方便，更直接；　特有時間顯示及實時數(shù)據(jù)存儲之功能，無論什么情況，都能保證內(nèi)部數(shù)據(jù)不會丟失，可永久性保存；　儀表具有防爆及防護(hù)功能，防爆標(biāo)志為ExdIIBT4，防護(hù)等級為IP65。三、技術(shù)性能指標(biāo)3.1標(biāo)準(zhǔn)與認(rèn)證一　執(zhí)行IS09951的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)；　執(zhí)行符合GB/T18940一2003國家標(biāo)準(zhǔn)；　四川省計量器具型式認(rèn)證；　執(zhí)行JJG198一1994（（速度式流量計檢定規(guī)程））。3.2精度等級　　所有流量計在其指定的整個流量范圍內(nèi)，最大允許誤差分別為士1.0%或士1.5%（即精度為1.0級或1.5級），當(dāng)最小流量小于0.2Qmax時，在Qmin～0.2Qmax范圍內(nèi)的最大允許誤差分別為士2.0%或士2.5%。3.3使用條件　環(huán)境溫度：－30℃～+60℃　介質(zhì)溫度：－30℃～+80℃　大氣壓力：86KPa～106KPa　相對濕度：5%～95%3.4機(jī)械性能指標(biāo)3.4.1流量計的型號規(guī)格及基本參數(shù)見表1.3.4.2流量計典型特性曲線?！　×髁坑嫷湫吞匦郧€如圖1所示，垂直軸代表基本誤差，水平軸代表流量的百分?jǐn)?shù)。①表中所列的流量范圍為產(chǎn)品出廠檢定時的流量范圍（常溫、常壓下介質(zhì)為空氣，p=1.205kg/m3)；②隨著壓力的增大，流量范圍也隨之?dāng)U大；③S,M,L分別代表同一口徑時較小、中等、較大的流量范圍；④符號說明：★標(biāo)準(zhǔn)配置；☆可選配置。3.4.3流量計的壓力損失　　渦輪流量計的壓力損失取決于驅(qū)動渦輪所需的能量、內(nèi)部通道阻力引起的損失以及流動速度和流動方向的變化?！　u輪流量計在標(biāo)定時（介質(zhì)為空氣，密度p=1.205kg/m3），測得的最大壓力損失見表1，對于其它氣體，不同工況條件下的壓力損失可用下式求得：式中：DP--工作狀態(tài)下的壓損，kPa;　　　OPmaX--標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣在最大工況流量時的壓損（見表1)，kPa；　　　Pb--標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（200C，101.325kPa）介質(zhì)的密度，kg/m3；　　　Pb--標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，101.325kPa；　　　Tb--標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下介質(zhì)的絕對溫度293.15K；　　　P--工作狀態(tài)下介質(zhì)的絕對壓力（即流量計顯示的壓力值P=Pa+Pg），kPa；　　　Pa--檢定時的當(dāng)?shù)卮髿鈮?，kPa；　　　Pg--用壓力表測得的壓力值（表壓），kPa；　　　T--工作狀態(tài)下介質(zhì)的絕對溫度（273.15+t），K；　　　t--流量計顯示的溫度值，℃；　　　Z9--工作狀態(tài)下的氣體壓縮系數(shù)；　　　Zb--標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體壓縮系數(shù)；　　　Q--工作狀態(tài)下的實際流量，m3/h；　　　Qmax流量計最大工況流量，m3/h；3.5電氣性能指標(biāo)3.5.1工作電源：　內(nèi)電源：一節(jié)3.6VDC埋電池，低于2.8V時，電池最低行消失（第一條顯示的最低值為2.8V)。電池容量顯示：每條代表0.18V，電壓高于第4條時顯示第4條。　外電源：(9~24)VDC，紋波 50mV，當(dāng)接入外電源時，內(nèi)電源自動斷開，除CPU外，其他功能部分由外電源供電工作。3.5.2整機(jī)功耗：　電源：整機(jī)功耗極低，平均供電電流為60uA，一節(jié)鏗電池（7.3AHrs/5mA或8.5Hrs/1mA)，可連續(xù)使用八年以上?！⊥怆娫矗赫麢C(jī)功耗 1W。3.5.3輸入信號：　流量信號：（0～2）kHz脈沖信號，Vpp=3.3V?！囟刃盘枺河蓽囟葌鞲衅鬏敵龅碾妷盒盘??！毫π盘枺河蓧毫鞲衅鬏敵龅膍V級的信號。3.5.4輸出信號：　輸出信號（三線制）：直接將流量傳感器檢測的工況脈沖信號放大輸出，傳輸距離 50m，由外電源+24VDC供電工作；?。?～20）mA標(biāo)準(zhǔn)模擬信號：（4～20）mA標(biāo)準(zhǔn)模擬信號線性對應(yīng)于（0～Qmax）m3/h標(biāo)準(zhǔn)體積流量，流量范圍由儀表參數(shù)FL設(shè)定，傳輸距離 200m，接線方式為兩線制，由外電源＋24VDC供電工作；　標(biāo)準(zhǔn)流量信號：標(biāo)況流量及工況流量以脈沖信號串的方式輸出（集電極OC門開漏輸出，外加24VDC電源時建議接51K上拉電阻，供電電壓減小時可按比例縮小，比比例值大更好），脈沖幅值與外加電壓有關(guān)。標(biāo)況流量輸出脈沖周期為0.5ms（可從軟件調(diào)整）。常態(tài)為高電平，傳輸距離 50m，每個脈沖代表0.1m3（也可以通過軟件調(diào)節(jié)）?！?biāo)準(zhǔn)的Modbus協(xié)議接口信號：直接與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)，可遠(yuǎn)傳被測介質(zhì)的溫度、壓力、瞬時流量、標(biāo)準(zhǔn)體積　總量等儀表有關(guān)參數(shù)、故障代碼、運(yùn)行狀態(tài)及實時數(shù)據(jù)。　實時數(shù)據(jù)庫：為滿足數(shù)據(jù)管理的需要，儀表具有實時數(shù)據(jù)存儲功能，包括：　　a)最近400次流量計的啟停時間和對應(yīng)累積流量值；　　b)最近9000小時累積流量值；　　c)最近400次的狀態(tài)記錄數(shù)（包括：時間、溫度、壓力、瞬時流量、累積流量值等），間隔時間可設(shè)定為（lmin~9999min）；　　以上存儲數(shù)據(jù)可利用筆記本電腦或臺式計算機(jī)通過標(biāo)準(zhǔn)的Modbus協(xié)議接口進(jìn)行讀取。四．流量計的工乍原理與結(jié)祠4.1流量計的工作原理　　當(dāng)流體流入流量計時，在進(jìn)氣口專用一體化整流器的作用下得到整流并加速，由于渦輪葉片與流體流向成一定角度，此時渦輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩，在克服摩擦力矩和流體阻力矩后，渦輪開始旋轉(zhuǎn)。在一定的流量范圍內(nèi)，渦輪旋轉(zhuǎn)的角速度與流體體積流量成正比。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，利用磁敏傳感器從同軸轉(zhuǎn)動的信號輪上感應(yīng)出與流體體積流量成正比的脈沖信號，該信號經(jīng)放大、濾波、整形后與溫度、壓力傳感器信號一起進(jìn)入智能流量積算儀的微處理單元進(jìn)行運(yùn)算處理，并把氣體的體積流量和總量直接顯示于LCD屏上，其工作原理如圖2、圖3所示。4.2流量計的結(jié)構(gòu)見圖2圖２流量計的結(jié)構(gòu)流量計由以下八個基本部件組成：1．進(jìn)氣口專用一體化整流器2.智能流量積算儀（原理見圖3）　　由溫度、壓力檢測模擬通道、流量檢測數(shù)字通道以及微處理單元、液晶驅(qū)動電路和其它輔助電路組成，并配有外輸信號接口，該智能流量積算儀可以自由旋轉(zhuǎn)3500，在各種安裝方式下都可方便讀數(shù)。3．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發(fā)生預(yù)期變化，因此在一定激勵電流作用下，其兩個輸出端的電位差與外界壓力成正比。4．磁敏傳感器　　用多葉片的轉(zhuǎn)子（渦輪）來測量封閉管道中流體流量的傳感器，與流量成正比的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度由安裝在殼體中的磁敏（或磁阻）傳感器檢出。5.溫度傳感器以丁C1407為溫度敏感元件。6．殼體本身帶有法蘭，根據(jù)不同的工作壓力，殼體材料可采用灰鐵合金或不銹鋼。7.渦輪及測量部件渦輪轉(zhuǎn)速與氣體流過的流速成正比，通過磁敏傳感器檢測到工作狀態(tài)下的氣體流量和累積量；葉輪軸安裝在兩個進(jìn)口高精度軸承上，軸承部位采用了反推結(jié)構(gòu)和防塵密封結(jié)構(gòu)及潤滑系統(tǒng)，以保證軸承的耐用性和可靠性。8．加油裝置為了使流量計工作性能最佳，需要對加油軸承進(jìn)行定時定量的加油操作。4.3流量計的外形尺寸流量計采用法蘭連接方式，法蘭尺寸執(zhí)行GB/T9112~9113~2000標(biāo)準(zhǔn)，流量計外形見圖4 五．流量計肋選型5.1用戶在選型時，應(yīng)根據(jù)管道公稱壓力、介質(zhì)最高壓力、介質(zhì)溫度、介質(zhì)組分情況、流量范圍及信號輸出要求合理選擇流量計的型號規(guī)格。5.2為使流量計的使用性能最佳，流量計的使用流量范圍應(yīng)在（20%～80%)Qmax范圍內(nèi)比較合適。5.3流量計出廠時的標(biāo)準(zhǔn)輸出配置是：具有標(biāo)況脈沖信號輸出（三線制）、若要求有其它輸出功能，請在訂貨時說明。5.4選型實例已知某一供氣管線的實際工作壓力為（表壓）0.8MPa～1.2MPa，介質(zhì)溫度范圍為－50C～＋40℃，供氣量為3000～10000Nm3/h(標(biāo)況流量），在不考慮天然氣組分的情況下，要求確定流量計的規(guī)格型號。分析：說明書表1中給出的流量范圍為工況流量范圍，而本例中給出的流量范圍是標(biāo)況流量范圍，因此，必須根據(jù)氣態(tài)方程先將標(biāo)況流量換算成工況流量，然后再選擇合適的口徑。　　選型：從以上估算結(jié)果得知，要選擇的流量計其工況流量范圍為（213.5～1200）m3/h，由說明書表1查得，有兩種流量計的流量范圍滿足此要求，即LCQ-150L型流量計（80～1600m3/h）或LCQ-200M型流量計（80～1600m3/h）。用戶可根據(jù)現(xiàn)場實際情況選擇相應(yīng)規(guī)格的一種流量計。注：1．表中數(shù)值以當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?01.325KPa進(jìn)行計算；2．壓力為表壓力