LCQ系列气体智能涡轮流量计 一、概述　　LCQ系列气体智能涡轮流量计是我公司按照IS09951标准并结合国内外流量仪表先进技术而研制开发的集温度、压力、流量传感器和智能流量积算仪于一体的新一代高精度、高可靠性的精密计量仪表，它出色的低压和高压计量性能，多种信号输出方式以及对流体扰动的低敏感性，使得LCQ系列流量计成为一种特别优秀的能准确计量气体累积量的商业贸易计量仪表。　　该流量计广泛应用于：城市管线（网）燃气的计量、工业燃气的计量、燃气调压站的计量、能源管理以及其它各种无腐蚀性气体的计量或流量控制等场合。　　该产品经国家防爆产品质检部门安GB3836-2000}}爆炸性气体环境用电气设备第1部分：通过要求））　　GB3836.2-2000《爆炸性气体环境用电气设备第2部分：爆炸型 》和GB3836.4-2000《爆炸性气体环境用电气设备第4部分：本质安全型 i }}标准检验合格，防爆标志为ExdIIBT（隔爆型）、ExiaIIBT4,ExiaIICT4（本安型）。适用于含有且A,且B,且C类丁1~丁2、温度组别爆炸性气体混合物的0（仅本安型）1,2区危险场所。二、主要特点　满足巧09951标准的技术要求，表体长度为3DN（DN为流量计口径），并经高、低水平扰动试验；　可检测被测气体的温度、压力和流量，能进行流量自动跟踪补偿和压缩因子修正，显示标准状态下　（Pb=101.325KPa,Tb=293.15K）的气体体积累积量；　流量范围宽（Qmin/Qmax=1:20或更宽），重复性好，精度高（可达1.0级），压力损失小，起始流量低；　　具有五段仪表系数设定及自动修正的功能；　采用专用一体化整流器，对流量计的前后直管段安装要求低（前为 3DN，下游1DN要求）；　内置式压力、温度传感器，安全性能高、结构紧凑、外形美观；　一节铿电池可连续使用八年以上；　智能流量积算仪可以任意角度定位（转动角度为360度），使流量计在各种安装条件下的读数更方便，更直接；　特有时间显示及实时数据存储之功能，无论什么情况，都能保证内部数据不会丢失，可永久性保存；　仪表具有防爆及防护功能，防爆标志为ExdIIBT4，防护等级为IP65。三、技术性能指标3.1标准与认证一　执行IS09951的设计标准；　执行符合GB/T18940一2003国家标准；　四川省计量器具型式认证；　执行JJG198一1994（（速度式流量计检定规程））。3.2精度等级　　所有流量计在其指定的整个流量范围内，最大允许误差分别为士1.0%或士1.5%（即精度为1.0级或1.5级），当最小流量小于0.2Qmax时，在Qmin～0.2Qmax范围内的最大允许误差分别为士2.0%或士2.5%。3.3使用条件　环境温度：－30℃～+60℃　介质温度：－30℃～+80℃　大气压力：86KPa～106KPa　相对湿度：5%～95%3.4机械性能指标3.4.1流量计的型号规格及基本参数见表1.3.4.2流量计典型特性曲线。　　流量计典型特性曲线如图1所示，垂直轴代表基本误差，水平轴代表流量的百分数。①表中所列的流量范围为产品出厂检定时的流量范围（常温、常压下介质为空气，p=1.205kg/m3)；②随着压力的增大，流量范围也随之扩大；③S,M,L分别代表同一口径时较小、中等、较大的流量范围；④符号说明：★标准配置；☆可选配置。3.4.3流量计的压力损失　　涡轮流量计的压力损失取决于驱动涡轮所需的能量、内部通道阻力引起的损失以及流动速度和流动方向的变化。　　涡轮流量计在标定时（介质为空气，密度p=1.205kg/m3），测得的最大压力损失见表1，对于其它气体，不同工况条件下的压力损失可用下式求得：式中：DP--工作状态下的压损，kPa;　　　OPmaX--标准状态下空气在最大工况流量时的压损（见表1)，kPa；　　　Pb--标准状态下（200C，101.325kPa）介质的密度，kg/m3；　　　Pb--标准大气压，101.325kPa；　　　Tb--标准状态下介质的绝对温度293.15K；　　　P--工作状态下介质的绝对压力（即流量计显示的压力值P=Pa+Pg），kPa；　　　Pa--检定时的当地大气压，kPa；　　　Pg--用压力表测得的压力值（表压），kPa；　　　T--工作状态下介质的绝对温度（273.15+t），K；　　　t--流量计显示的温度值，℃；　　　Z9--工作状态下的气体压缩系数；　　　Zb--标准状态下的气体压缩系数；　　　Q--工作状态下的实际流量，m3/h；　　　Qmax流量计最大工况流量，m3/h；3.5电气性能指标3.5.1工作电源：　内电源：一节3.6VDC埋电池，低于2.8V时，电池最低行消失（第一条显示的最低值为2.8V)。电池容量显示：每条代表0.18V，电压高于第4条时显示第4条。　外电源：(9~24)VDC，纹波 50mV，当接入外电源时，内电源自动断开，除CPU外，其他功能部分由外电源供电工作。3.5.2整机功耗：　电源：整机功耗极低，平均供电电流为60uA，一节铿电池（7.3AHrs/5mA或8.5Hrs/1mA)，可连续使用八年以上。　外电源：整机功耗 1W。3.5.3输入信号：　流量信号：（0～2）kHz脉冲信号，Vpp=3.3V。　温度信号：由温度传感器输出的电压信号。　压力信号：由压力传感器输出的mV级的信号。3.5.4输出信号：　输出信号（三线制）：直接将流量传感器检测的工况脉冲信号放大输出，传输距离 50m，由外电源+24VDC供电工作；　（4～20）mA标准模拟信号：（4～20）mA标准模拟信号线性对应于（0～Qmax）m3/h标准体积流量，流量范围由仪表参数FL设定，传输距离 200m，接线方式为两线制，由外电源＋24VDC供电工作；　标准流量信号：标况流量及工况流量以脉冲信号串的方式输出（集电极OC门开漏输出，外加24VDC电源时建议接51K上拉电阻，供电电压减小时可按比例缩小，比比例值大更好），脉冲幅值与外加电压有关。标况流量输出脉冲周期为0.5ms（可从软件调整）。常态为高电平，传输距离 50m，每个脉冲代表0.1m3（也可以通过软件调节）。　标准的Modbus协议接口信号：直接与上位机联网，可远传被测介质的温度、压力、瞬时流量、标准体积　总量等仪表有关参数、故障代码、运行状态及实时数据。　实时数据库：为满足数据管理的需要，仪表具有实时数据存储功能，包括：　　a)最近400次流量计的启停时间和对应累积流量值；　　b)最近9000小时累积流量值；　　c)最近400次的状态记录数（包括：时间、温度、压力、瞬时流量、累积流量值等），间隔时间可设定为（lmin~9999min）；　　以上存储数据可利用笔记本电脑或台式计算机通过标准的Modbus协议接口进行读取。四．流量计的工乍原理与结祠4.1流量计的工作原理　　当流体流入流量计时，在进气口专用一体化整流器的作用下得到整流并加速，由于涡轮叶片与流体流向成一定角度，此时涡轮产生转动力矩，在克服摩擦力矩和流体阻力矩后，涡轮开始旋转。在一定的流量范围内，涡轮旋转的角速度与流体体积流量成正比。根据电磁感应原理，利用磁敏传感器从同轴转动的信号轮上感应出与流体体积流量成正比的脉冲信号，该信号经放大、滤波、整形后与温度、压力传感器信号一起进入智能流量积算仪的微处理单元进行运算处理，并把气体的体积流量和总量直接显示于LCD屏上，其工作原理如图2、图3所示。4.2流量计的结构见图2图２流量计的结构流量计由以下八个基本部件组成：1．进气口专用一体化整流器2.智能流量积算仪（原理见图3）　　由温度、压力检测模拟通道、流量检测数字通道以及微处理单元、液晶驱动电路和其它辅助电路组成，并配有外输信号接口，该智能流量积算仪可以自由旋转3500，在各种安装方式下都可方便读数。3．压力传感器　　以压阻式扩散硅桥路为敏感元件，其桥臂电阻在外界压力作用下会发生预期变化，因此在一定激励电流作用下，其两个输出端的电位差与外界压力成正比。4．磁敏传感器　　用多叶片的转子（涡轮）来测量封闭管道中流体流量的传感器，与流量成正比的转子旋转速度由安装在壳体中的磁敏（或磁阻）传感器检出。5.温度传感器以丁C1407为温度敏感元件。6．壳体本身带有法兰，根据不同的工作压力，壳体材料可采用灰铁合金或不锈钢。7.涡轮及测量部件涡轮转速与气体流过的流速成正比，通过磁敏传感器检测到工作状态下的气体流量和累积量；叶轮轴安装在两个进口高精度轴承上，轴承部位采用了反推结构和防尘密封结构及润滑系统，以保证轴承的耐用性和可靠性。8．加油装置为了使流量计工作性能最佳，需要对加油轴承进行定时定量的加油操作。4.3流量计的外形尺寸流量计采用法兰连接方式，法兰尺寸执行GB/T9112~9113~2000标准，流量计外形见图4 五．流量计肋选型5.1用户在选型时，应根据管道公称压力、介质最高压力、介质温度、介质组分情况、流量范围及信号输出要求合理选择流量计的型号规格。5.2为使流量计的使用性能最佳，流量计的使用流量范围应在（20%～80%)Qmax范围内比较合适。5.3流量计出厂时的标准输出配置是：具有标况脉冲信号输出（三线制）、若要求有其它输出功能，请在订货时说明。5.4选型实例已知某一供气管线的实际工作压力为（表压）0.8MPa～1.2MPa，介质温度范围为－50C～＋40℃，供气量为3000～10000Nm3/h(标况流量），在不考虑天然气组分的情况下，要求确定流量计的规格型号。分析：说明书表1中给出的流量范围为工况流量范围，而本例中给出的流量范围是标况流量范围，因此，必须根据气态方程先将标况流量换算成工况流量，然后再选择合适的口径。　　选型：从以上估算结果得知，要选择的流量计其工况流量范围为（213.5～1200）m3/h，由说明书表1查得，有两种流量计的流量范围满足此要求，即LCQ-150L型流量计（80～1600m3/h）或LCQ-200M型流量计（80～1600m3/h）。用户可根据现场实际情况选择相应规格的一种流量计。注：1．表中数值以当地大气压为101.325KPa进行计算；2．压力为表压力