智能氣體腰輪（羅茨）流量計

智能氣體腰輪流量計是集流量、溫度、壓力檢測功能于一體，并能進(jìn)行溫度、壓力自動 補償?shù)男乱淮髁坑?

一、概述

智能氣體腰輪流量計是集流量、溫度、壓力檢測功能于一體，并能進(jìn)行溫度、壓力自動 補償?shù)男乱淮髁坑?/SPAN>，氣體是一種可壓縮流體，其體積值與溫度和壓力密切相關(guān)，為了貿(mào)易 雙方統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，必需將實際體積轉(zhuǎn)換成基準(zhǔn)條件下的標(biāo)準(zhǔn)體積 （101.325 kPa 20 ℃）。為了 實現(xiàn)這一目的，智能氣體腰輪流量計，能對氣體的體積進(jìn)行精確修正。是石油、化工、電力、 冶金等行業(yè)用于氣體計量的理想儀表。

產(chǎn)品的主要特點：

l 集高精度、溫度、壓力、流量傳感器和智能體積修正于一體，可檢測被測氣體的溫度、壓力和流量 ， 并進(jìn)行流量自動跟蹤補償和壓縮因子修正運算。

l 采用的微機技術(shù)與高性能的集成芯片，整機功能，性能。

l 電路采用表面安裝工藝，結(jié)構(gòu)緊湊、抗干擾能力強、可靠性高。

l 壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器全部內(nèi)置，使結(jié)構(gòu)更加緊湊。

l 采用的微功耗，整機功耗低，即能憑內(nèi)置電池長期供電運行，又可由外電源供電運行 。

l 按流量頻率信號，可將儀表系數(shù)分段自動進(jìn)行線性修正，從而提高了儀表的使用精度 。

l 具有故障自診斷和報警功能，可靠度高，采用 LCD 顯示，清晰直觀，讀數(shù)方便。

l 流量計帶有脈沖信號輸出，也可根據(jù)用戶需要輸出 4 ～20mA 標(biāo)準(zhǔn)模擬信號。

l 儀表自帶實時數(shù)據(jù)庫，通過 RS -485 通訊接口和本廠的專用 MODEM 配套，可組成電話抄表網(wǎng)絡(luò)，便于 數(shù)據(jù)的集中采集和實時管理。

l 采用的微功耗技術(shù)，整機功耗低，使用內(nèi)置電池可運行五年以上。

l 就地顯示流量值，并帶多種信號輸出功能可滿足不同現(xiàn)場及系統(tǒng)的需求。

l 采用 E2PROM 數(shù)據(jù)存儲芯片，保存用戶參數(shù)、廠家參數(shù)及一定的歷史記錄。

l 采用高對比度的三行液晶顯示器，可顯示日期、標(biāo)準(zhǔn)累積流量、標(biāo)準(zhǔn)瞬時流量、介質(zhì)溫度、壓力值和 電池電壓。

l 具有實時數(shù)據(jù)存儲功能，可防止更換電池或突然斷電時數(shù)據(jù)丟失，在停電狀態(tài)下，內(nèi)部參數(shù)可性 保存。

二、 結(jié)構(gòu)與工作原理

2.1 流量計由 5 個部分組成（見圖 1）

1、智能流量積算儀 2、流量傳感器 3、壓力傳感器 4、溫度傳感器 5、氣體腰輪流量計

圖 1 流量計結(jié)構(gòu)原理圖

2.2 智能氣體腰輪流量計的工作原理（見圖 2 ）

智能氣體腰輪流量計，主要由殼體、共軛轉(zhuǎn)子和智能流量積算儀等部件構(gòu)成。裝于計量室內(nèi)的一對共

軛轉(zhuǎn)子在流通氣體的出入口壓差（ P 入＞P 出）作用下，通過精密加工的調(diào)校齒輪使轉(zhuǎn)子保持正確的相對位 置。轉(zhuǎn)子間、轉(zhuǎn)子與殼體、轉(zhuǎn)子與墻板間保持工作間隙，實現(xiàn)了連續(xù)的無接觸密封。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)動一周， 則輸出四倍計量室有效容積的氣體，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)通過磁性密封聯(lián)軸裝置及減速機構(gòu) ，傳遞到智能流量積算 儀，從而顯示輸出氣體的累計體積量。其計量過程和工作原理如圖 2 所示（圖中僅表示了四分之一周期）。

圖2氣體腰輪流量計工作原理

三、主要技術(shù)參數(shù)與功能

3.1 流量計規(guī)格、基本參數(shù)和性能指標(biāo)（見表 1）

※公稱壓力大于1.0Mpa的需定做，材質(zhì)一般為碳鋼或不銹鋼。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)條件：P=101.325 kPa T= 293.15K

3.3 使用條件：a. 環(huán)境溫度：－25 ℃～+80℃ b. 介質(zhì)溫度：－20 ℃～+60℃

c. 相對濕度：5% ～95% d. 大氣壓力：86KPa～106Kpa

3.4 電氣性能指標(biāo)：

3.4.1 工作電源：

a. 內(nèi)電源：1 節(jié) 3VDC 鋰電池，電池電壓在 2.0V～3.0V 時均可正常工作。

當(dāng)電壓低于 2.5V 時，應(yīng)更換電池。

b. 外電源：±24VDC±15%，紋波≤±5% ，適用于 4～20mA 輸出，脈沖輸出，RS-485 等。

3.4.2 整機功耗：外電源，≤1W 。

內(nèi)電源，平均功耗≤1 mW ，可連續(xù)工作五年以上。

3.4.3 工況脈沖輸出方式

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(jīng)光耦隔離放大輸出，高電平 ≥20V，低

電平 ≦ 1V 。該脈沖主要用于對儀表的標(biāo)定。

b. 與標(biāo)準(zhǔn)體積流量成正比的頻率信號，經(jīng)光耦隔離放大輸出，高電平 ≥20V，低電平 ≤ 1V 。

c. 定標(biāo)脈沖信號，輸出幅度 0 ～3V ，輸出脈沖寬度 500ms。該脈沖主要用于城市燃?xì)庥嬃康?/SPAN> IC 卡

控制裝置或其它設(shè)備。該信號 1m 3 輸出 1 個脈沖。

3.4.4（4～20 ）mA 標(biāo)準(zhǔn)模擬電流輸出功能

與標(biāo)準(zhǔn)體積流量成正比，4mA 對應(yīng) 0 m 3/h ，20mA 對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)體積流量（該值可設(shè)定）。

3.4.5 RS485 通信（采用光電隔離 RS485 通信模塊）

本積算儀通過內(nèi)裝的 RS485 標(biāo)準(zhǔn)接口能與個人計算機和 PLC 等主機連接，進(jìn)行串行通信?？娠@示介 質(zhì)壓力、溫度、瞬時流量、累計標(biāo)準(zhǔn)流量、電池電壓。

四、選型與安裝

.1 流量計選型 在介質(zhì)壓力較高場所，為了提高計量的準(zhǔn)確性，需要智能氣體腰輪流量計將工況流量轉(zhuǎn)換為標(biāo)況流量 。

標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，攝氏 20 ℃）下的體積流量，可按下式進(jìn)行換算：

Q_{標(biāo)= × ×}Q

其中：Q_標(biāo) -- 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量（Nm ³ /h ）

Q_工 -- 當(dāng)時實際工作狀況下的體積流量（m ³/h ）

P -- 當(dāng)時管道中氣體的實際壓力，若計量過程中壓力有波動，則為管道中氣體實際平均 壓力（Pa ）

P= P_工 +B

P_工 -- 當(dāng)時壓力計讀出的氣體平均表壓（Pa ）

B -- 當(dāng)時當(dāng)?shù)氐拇髿鈮毫?/SPAN>（Pa ）

T -- 當(dāng)時管道中氣體的實際溫度（ K ）若計量過程中溫度有波動，則為管道中氣體實際

平均壓力

T=t+273.15K

t -- 當(dāng)時溫度計讀出的氣體平均攝氏溫度（℃）

4.2 選型實例：

已知某一供氣管線實際工作壓力為 0.5MPa～0.6MPa（表壓），介質(zhì)溫度范圍為-10℃～+40℃，供氣峰 值量為 400～500Nm ³/h 。當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?101.3kPa，要求確定流量計的口徑。

分析：由于前面表 1 中給出的流量范圍為實際工作狀態(tài)下的流量范圍 ，因此需先將標(biāo)況流量換算成工 況流量，再選擇合適的口徑。

計算：當(dāng)介質(zhì)壓力、溫度時（估算選型可不考慮天然氣壓縮因子的影響 ），此時當(dāng)處于供氣 峰期時具有體積流量，所以有：

同理，當(dāng)介質(zhì)壓力、溫度時，此時當(dāng)處于供氣谷期時具有最小體積流量，所以有：

即工作狀態(tài)下介質(zhì)的流量范圍為 227.2～933.7m³/h 。由表 1 查得，需選取 JLQ-1000 流量計。