產(chǎn)品名稱：JF-LUX型智能旋進(jìn)漩渦流量計

  一、概述

  JFLUX型系列智能旋進(jìn)漩渦流量計是具有水平的氣體流量儀表。該流量計集流量、溫度、壓力檢測功能于一體，并能進(jìn)行溫度、壓力、壓縮因子自動補償，是石油、化工、電力、冶金等行業(yè)用于氣體計量的理想儀表。

  1.1產(chǎn)品主要特點

  · 無機(jī)械可動部件，不易腐蝕，穩(wěn)定可靠，壽命長，長期運行無須特殊維護(hù);

  · 采用16位電腦芯片，集成度高，體積小，性能好，整機(jī)功能強;

  · 智能型流量計集流量探頭、微處理器、壓力、溫度傳感器于一體, 采取內(nèi)置式組合,使結(jié)構(gòu)更加緊湊，可直接測量流體的流量、壓力和溫度，并自動實時跟蹤補償和壓縮因子修正;

  · 采用雙檢測技術(shù)可有效地提高檢測信號強度，并抑制由管線振動引起的干擾;

  · 采用的智能抗震技術(shù)，有效的抑制了震動和壓力波動造成的干擾信號;

  · 采用漢字點陣顯示屏，顯示位數(shù)多，讀數(shù)直觀方便，可直接顯示工作狀態(tài)下的體積流量、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量、總量，以及介質(zhì)壓力、溫度等參數(shù);

  · 采用EEPROM技術(shù)，參數(shù)設(shè)置方便，可長久保存，并可保存超長達(dá)一年的歷史數(shù)據(jù);

  · 轉(zhuǎn)換器可輸出頻率脈沖、4～20mA模擬信號，并具有RS485接口，可直接與微機(jī)聯(lián)網(wǎng)，傳輸距離可達(dá)1.2km;

  · 多物理量參數(shù)報警輸出，可由用戶任選其中之一;

  · 流量計表頭可360度旋轉(zhuǎn)，安裝使用簡單方便;

  · 配合本公司的FM型數(shù)據(jù)采集器，可通過因特網(wǎng)或者網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸

  · 壓力、溫度信號為傳感器輸入方式，互換性強;

  · 整機(jī)功耗低，可用內(nèi)電池供電，也可外接電源。

  1.2主要用途

  JFLUX型系列智能旋進(jìn)漩渦流量計可廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、冶金、城市供氣等行業(yè)測量各種氣體流量，是目前油田和城市天然氣輸配計量和貿(mào)易計量的******產(chǎn)品。

  二、 結(jié)構(gòu)與工作原理

  2.1流量計結(jié)構(gòu)

  流量計由以下七個基本部件組成(圖1)：

(圖1)

  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，強迫流體產(chǎn)生強烈的漩渦流。

  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。

  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。

  6. 壓電晶體傳感器

  安裝在靠近殼體擴(kuò)張段的喉部，可檢測出漩渦進(jìn)動的頻率信號。

  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，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，旋渦流受到回流的作用，開始作二次旋轉(zhuǎn)，形成陀螺式的渦流進(jìn)動現(xiàn)象。該進(jìn)動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，檢測元件測得流體二次旋轉(zhuǎn)進(jìn)動頻率就能在較寬的流量范圍內(nèi)獲得良好的線性度。信號經(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，然后再與溫度、壓力等檢測信號一起被送往微處理器進(jìn)行積算處理，超后在液晶顯示屏上顯示出測量結(jié)果(瞬時流量、累積流量及溫度、壓力數(shù)據(jù))。

  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，并配有外輸出信號接口，輸出各種信號。流量計中的微處理器按照氣態(tài)方程進(jìn)行溫壓補償，并自動進(jìn)行壓縮因子修正，氣態(tài)方程如下：

  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?KPa);

  P ——流量計取壓孔測量的表壓(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)下的當(dāng)然溫度(293.15K);

  T ——被測流體的當(dāng)然溫度(K);

  ZN ——氣體在標(biāo)況下的壓縮系數(shù);

  Z ——氣體在工況下的壓縮系數(shù);

  注：當(dāng)用鐘罩或負(fù)壓標(biāo)定時取ZN/Z=1，對天然氣(ZN/Z)1/2=FZ為超壓縮因子。按石油天然氣總公司的標(biāo)準(zhǔn)SY/T6143-1996中的公式計算。

  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)

  注：1.準(zhǔn)確度：為溫度、壓力修正后的系統(tǒng)精度;

  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，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，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;

  B. 定標(biāo)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(shè)定范圍：0.001m3~100m3。單選擇該值時必須注意：定標(biāo)脈 沖信號頻率應(yīng)≤900Hz。

  C. 定標(biāo)脈沖信號，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)，可實現(xiàn)以下功能：

  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、壓力補償后的標(biāo)準(zhǔn)體積流量和標(biāo)準(zhǔn)體積總量;

  3.4.5 4～20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(光電隔離)

  與標(biāo)準(zhǔn)體積流量成正比，4mA對應(yīng)0 m3/h， 20 mA對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)體積流量(該值可在一級菜單中進(jìn)行設(shè)置)，制式：兩線制或三線制，流量計可根據(jù)所插電流模塊自動識別，并正確輸出。

  3.4.6控制信號輸出：

  A.下限報警信號(LP)：光電隔離，高低電平報警，報警電平可設(shè)定，工作電壓 +12V~+24V，負(fù)載電流50mA;

  B.上限報警信號(UP)：光電隔離，高低電平報警，報警電平可設(shè)定，工作電壓 +12V~+24V，負(fù)載電流50mA;

  C.關(guān)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(fù)載電阻≥100kΩ;

  D.電池欠壓報警輸出(BL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(fù)載電阻≥100kΩ;

  3.5防爆標(biāo)志：ExdIIBT4

  3.6防護(hù)等級：IP65

  3.7壓力損失

  流量計實際壓力損失計算公式如下：

  式中：

  ΔP1——流量計實際壓力損失(KPa);

  ρ ——被測介質(zhì)密度(kg/m3)

  ΔP ——介質(zhì)為干空氣時流量計的壓力損失(KPa),其特性曲線見下圖

  3.10接線口：出線接口為M20×1.5內(nèi)螺紋。

  四、選型與安裝

  4.1流量計選型

  在選型過程中應(yīng)把握兩條原則;即：一要保證生產(chǎn)安全，二要保證使用精度。為此必須落實三個選型參數(shù)，即近期和遠(yuǎn)期的、超小及常用流量(主要用于選定儀表公稱通徑)、被測介質(zhì)的設(shè)計壓力(主要用于選定儀表的公稱壓力等級)、實際工作壓力(主要用于選定儀表壓力傳感器的壓力等級)。

  a. 當(dāng)已知被測流量為工況體積流量時，可直接按表中的流量范圍選取適配的公稱通徑;

  b. 當(dāng)已知被測流量為標(biāo)況條件下的體積流量時，應(yīng)先將標(biāo)況體積流量QN換算為工況體積流量Qv，再按技術(shù)參數(shù)表中的流量范圍選取相應(yīng)的公稱通徑;

  c. 當(dāng)兩種口徑流量計均能覆蓋超低和超高體積流量時，在壓損允許下，應(yīng)盡量選小口徑;

  d.勿使實際超小流量Qmin低于所選公稱通徑流量計的流量下限;

  e.流量范圍、公稱壓力有特殊要求時可協(xié)議訂貨。

  f.選型計算公式如下：

  式中：T、P、Pa含義同上，Q為體積流量，Qn為標(biāo)準(zhǔn)體積流量，Z/Zn數(shù)值列于表2.因計算步長較大，表內(nèi)數(shù)據(jù)僅供參考，表中數(shù)據(jù)按天然氣真實相對密度Gr=0.600，氮氣和二氧化碳摩爾分?jǐn)?shù)均為0.00計算。當(dāng)介質(zhì)壓力低于0.1MPa，均可按Z/Zn=1估算。

表2

  4.2選型實例：

  已知某一供氣管線實際工作壓力范圍為表0.80MPa-1.2MPa，介質(zhì)溫度范圍為-10℃～+40℃，供氣峰值為標(biāo)準(zhǔn)體積流量2500，供氣谷值為標(biāo)準(zhǔn)體積流量5600，天然氣之真實相對密度Gr=0.591，氮氣摩爾百分含量為Mn=1.6%，二氧化碳摩爾百分含量為Mc=0.8%,當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?01.3KPa，要求確定流量計之口徑。

  當(dāng)介質(zhì)壓力為0.8MPa，溫度為40℃，天然氣的壓縮因子影響超小，此時當(dāng)處于供氣峰期時，具有體積流量;而當(dāng)介質(zhì)壓力為1.2MPa，溫度為-10℃，壓縮因子影響，此時當(dāng)處于供氣谷期時，具有超小體積流量。

  當(dāng)Gr=0.591， Mn=1.6%，Mc=0.8%，表壓P=0.8MPa,溫度T=40℃,按SY/T6143之公式，可求得Zn/Z=1.0127，故超高體積流量為

  當(dāng)表壓P=1.2MPa，溫度T=-10℃時，可求得Zn/Z=1.0355，故超小體積流量為：

  再由表1查得“流量計口徑為200mm，即選取JFLUX型流量計。

  用戶訂購本產(chǎn)品時應(yīng)根據(jù)流體的工作壓力、介質(zhì)溫度、流量范圍、流體種類，環(huán)境條件選擇合適的規(guī)格，有防爆要求的，請嚴(yán)格防爆等級。

  4.3流量計外形尺寸及安裝外形尺寸圖

  流量計的外形尺寸如圖3所示，圖中未注尺寸列于表1中，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)。

表3      單位：mm

  注：※為特殊規(guī)格要求。

  4.4流量計安裝

  4.4.1流量計的安裝圖示

  4.4.2安裝注意事項

  · 傳感器按流向標(biāo)志可在垂直、水平或任意傾斜位置上安裝;

  · 當(dāng)管線較長或距離振動源較近時，應(yīng)在流量計的上、下游安裝支撐，以消除管線振動的影響;

  · 傳感器的安裝地點應(yīng)有足夠的空間，以便于流量計的檢查和維修，并應(yīng)滿足流量計的環(huán)境要求;

  · 應(yīng)避免外界強磁場的干擾;

  · 在室外安裝使用時，應(yīng)有遮蓋物，避免烈日曝曬與雨水浸蝕，影響儀表使用壽命;

  · 管線試壓時，應(yīng)注意智能型流量計所配置壓力傳感器的壓力測量范圍,以免過壓損壞壓力傳感器。

  · 應(yīng)注意安裝應(yīng)力的影響，安裝流量計上游和下游管道應(yīng)同軸，否則會產(chǎn)生剪切應(yīng)力。安裝流量計的位置應(yīng)考慮密封墊片的厚度，或在下游側(cè)安裝一個彈性伸縮節(jié)。

  · 安裝流量計之前應(yīng)先清除管道中的焊渣等雜物。

  · 投入運行時，應(yīng)緩慢開啟流量計上、下游閥門，以免瞬間氣流過急而沖壞起旋器。

  · 當(dāng)流量計需要有信號遠(yuǎn)傳時，應(yīng)嚴(yán)格按“電氣性能指標(biāo)”要求接入外電源(8～24)VDC，嚴(yán)禁在信號輸出口直接接入220VAC或380VAC電源;

  · 用戶不得自行更改防爆系統(tǒng)的接線方式和任意擰動各個輸出引線接頭;

  · 流量計運行時，不允許隨意打開后蓋改動儀表參數(shù)，否則影響流量計的正常工作;

  · 定時檢查流量計法蘭處的泄漏情況。

  4.4.3直管段要求

  根據(jù)旋進(jìn)旋渦流量計的工作原理和流量計對上、下游直管段要求，對各種上游阻力件，

  建議采用如下圖所列的前后直管段長度，且保持直管段內(nèi)壁光滑平直。

流量計安裝直管段要求

  4.4.4內(nèi)置電池的使用及更換

  · 電池電量顯示

  當(dāng)電池顯示僅剩一格時，要求用戶在一個月內(nèi)更換電池;只顯示電池外形符號時，則電池電量已耗盡，必須立即更換電池。

  · 電池的更換方法

  打開智能流量積算儀的后蓋，松開電池蓋板上的三顆螺釘，拔下電池插座，取出電池，換好新電池后重新安裝。

  4.4.5防爆場所安裝要求

  · 流量計應(yīng)有可靠的接地，防爆接地不應(yīng)與強電系統(tǒng)的保護(hù)接地共用。

  · 現(xiàn)場測試電源時，不允許使用交流電源接地。

  · 在任何情況下，用戶不得自行更改防爆電路、元器件和防爆型式。

  · 必須先切斷外接電源再打開轉(zhuǎn)換器蓋子。

  五、使用方法

  5.1工作狀態(tài)下顯示方法(見下圖)

液晶顯示屏圖示

  5.1.1總量(標(biāo)準(zhǔn)體積總量)保留三位小數(shù)，整數(shù)位8位溢出后自動清零;

  5.1.2瞬時流量可切換顯示標(biāo)況體積流量(Nm3/h)和工況體積流量(m3/h)，超多可保留3位小數(shù)，顯示值為9999999;

  5.1.3溫度示值顯示范圍為-50~+300℃，如果超出此范圍，提示行提示OV(參數(shù)超范圍)，同時內(nèi)部調(diào)用設(shè)定溫度值進(jìn)行補償，并提示ST(內(nèi)設(shè)溫度補償);

  5.1.4壓力顯示值保留兩位小數(shù)，顯示范圍為0~15000KPa，如果超出此范圍，提示行提示OV(參數(shù)超范圍)，同時內(nèi)部調(diào)用設(shè)定壓力值進(jìn)行補償，并提示SP(內(nèi)設(shè)壓力補償)。

  5.1.5儀表正常工作時，提示OK，如果出現(xiàn)錯誤時，則提示ERR，并有相應(yīng)的錯誤提示符號。

  5.1.6顯示參數(shù)切換

  5.2流量計用戶參數(shù)的設(shè)定

  5.2.1一級菜單

  5.2.2二級菜單

  六、接線

  6.1 傳感器接線端子說明

  旋進(jìn)旋渦傳感器：

  通道1：

  1：S1 旋進(jìn)旋渦傳感器信號+，

  2：GND旋進(jìn)旋渦傳感器信號-

  通道2：

  3：S2 旋進(jìn)旋渦傳感器信號+

  2：GND旋進(jìn)旋渦傳感器信號-

  壓力傳感器：

  4：V-， 壓力傳感器電源-;

  5：P-， 壓力傳感器信號-;

  6：P+， 壓力傳感器信號+;

  7：V+， 壓力傳感器電源+;

  溫度傳感器(Pt100)：

  8： B Pt100(1)

  9： B Pt100(1)

  10：A Pt100(2)

  6.2輸出接線端子說明

  電 源：+24V：電源正，0V：電源負(fù);

  電流輸出：4～20毫安電流輸出端子;

  RS-485通訊：A和B;

  脈沖輸出：與工況體積流量對應(yīng)的脈沖輸出端子，輸出頻率與流速成正比;

  當(dāng)量輸出：與標(biāo)況體積流量對應(yīng)的脈沖輸出端子，輸出頻率由脈沖當(dāng)量系數(shù)決定;

  上限報警：輸出上限報警電平;

  下限報警：輸出下限報警電平。

  6.3接線方法

  a. 兩線制電流接線方法

  b. 三線制電流輸出接線方法

  c、脈沖輸出接線方法

  d、當(dāng)量輸出接線方法

  e、報警輸出接線方法

  七、故障現(xiàn)象及排除方法

  八、 包裝、運輸及貯存

  8.1 流量計應(yīng)裝入牢固的木箱內(nèi)(中、小口徑流量計有泡沫保護(hù)時可裝在紙箱內(nèi))，不應(yīng)在箱內(nèi)自由竄動，搬運時應(yīng)小心輕放。

  8.2 流量計運輸貯存條件應(yīng)符合GB/T 9329-1999《儀器儀表運輸 運輸貯存基本環(huán)境條件及試驗方法》要求。

  8.3 流量計的貯存應(yīng)符合以下條件：

  ·防雨防潮

  ·不受機(jī)械振動或沖擊

  ·溫度范圍：5℃～40℃

  ·相對濕度：不大于90%

  ·環(huán)境不含腐蝕性氣體

  九、 開箱及檢查

  9.1 開箱前應(yīng)先檢查外部包裝的完好性，再根據(jù)裝箱單核對箱內(nèi)物品及隨機(jī)文件是否完整。

  9.2 隨機(jī)文件及物品

  1) 產(chǎn)品檢定證書

  2) 使用說明書

  3) 裝箱單

  4) 產(chǎn)品合格證