氦氣氣體流量計(jì)概述
氦氣氣體流量計(jì)集流量、溫度、壓力檢測(cè)功能于一體，并能進(jìn)行溫度、壓力、壓縮因子自動(dòng)補(bǔ)償，是石油、化工、電力、冶金等行業(yè)用于氣體計(jì)量的理想儀表。
1.1產(chǎn)品主要特點(diǎn)
- 無(wú)機(jī)械可動(dòng)部件，不易腐蝕，穩(wěn)定可靠，壽命長(zhǎng)，*運(yùn)行無(wú)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(qiáng)；
- 智能型流量計(jì)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(cè)量流體的流量、壓力和溫度，并自動(dòng)實(shí)時(shí)跟蹤補(bǔ)償和壓縮因子修正；
- 采用雙檢測(cè)技術(shù)可有效地提高檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度，并抑制由管線振動(dòng)引起的干擾；
- 采用國(guó)內(nèi)*的智能抗震技術(shù)，有效的抑制了震動(dòng)和壓力波動(dòng)造成的干擾信號(hào)；
- 采用漢字點(diǎn)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(zhǎng)時(shí)保存，并可保存*長(zhǎng)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(hào)，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(bào)警輸出，可由用戶選擇；
- 流量計(jì)表頭可360度旋轉(zhuǎn)，安裝使用簡(jiǎn)單方便；
- 配合本公司的FM型數(shù)據(jù)采集器，可通過(guò)因特網(wǎng)或者電信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸
- 壓力、溫度信號(hào)為傳感器輸入方式，互換性強(qiáng)；
- 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
流量計(jì)可廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、冶金、城市供氣等行業(yè)測(cè)量各種氣體流量，是目前油田和城市天然氣輸配計(jì)量和貿(mào)易計(jì)量的理想產(chǎn)品。
二、結(jié)構(gòu)與工作原理
流量計(jì)結(jié)構(gòu)
流量計(jì)由以下七個(gè)基本部件組成
（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(qiáng)迫流體產(chǎn)生強(qiáng)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。
⒊ 智能流量計(jì)積算儀
由溫度、壓力檢測(cè)模擬通道、流量檢測(cè)數(shù)字通道以及 微處理單元、液晶驅(qū)動(dòng)電路和其它輔助電路組成，
并配有外輸信號(hào)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(duì)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(huì)發(fā)生預(yù)期變化，因此在一定激勵(lì)電流作用
下，其兩個(gè)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(cè)出漩渦進(jìn)動(dòng)的頻率信號(hào)。
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(duì)下游儀表性能的影響。
2.2流量計(jì)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(shí)，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(shí)，旋渦流受到回流的作用，開(kāi)始作二次旋轉(zhuǎn)，形成陀螺式的渦流進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象。該進(jìn)動(dòng)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(cè)元件測(cè)得流體二次旋轉(zhuǎn)進(jìn)動(dòng)頻率就能在較寬的流量范圍內(nèi)獲得良好的線性度。信號(hào)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(hào)，然后再與溫度、壓力等檢測(cè)信號(hào)一起被送往微處理器進(jìn)行積算處理，*后在液晶顯示屏上顯示出測(cè)量結(jié)果(瞬時(shí)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(cè)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(hào)接口，輸出各種信號(hào)。流量計(jì)中的微處理器按照氣態(tài)方程進(jìn)行溫壓補(bǔ)償，并自動(dòng)進(jìn)行壓縮因子修正
三、主要技術(shù)參數(shù)與功能
3.流量計(jì)規(guī)格、基本參數(shù)和性能指標(biāo)（見(jiàn)表1）
（表1）
| 公稱通徑DN（mm） | 類 型 | 流量范圍 (m3/h) | 工作壓力（MPa） | 準(zhǔn)確度等級(jí) | 重復(fù)性 |
| 20 | 1.2～15 | 1.6; 2.5; 4.0; 6.3 | 1.0 1.5 | 小于基本誤差限值的1/3 | |
| 25 | 2.5～30 | ||||
| 32 | 4.5～60 | ||||
| 50 | B型 | 10～150 | |||
| 80 | B型 | 28～400 | |||
| 100 | B型 | 50～800 | |||
| 150 | B型 | 150～2250 | |||
| 200 | 360～3600 | 1.6; 2.5; 4.0 |
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(duì)濕度：5%～95%
介質(zhì)溫度：-20℃～+80℃
大氣壓力：86KPa～106KPa
四、選型與安裝
4.流量計(jì)選型
在選型過(guò)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(shí)三個(gè)選型參數(shù)，即近
期和遠(yuǎn)期的*大、*小及常用流量(主要用于選定儀表公稱通徑)、被測(cè)介質(zhì)的設(shè)計(jì)壓力(主要用于選定儀表的公稱
壓力等級(jí))、實(shí)際工作壓力(主要用于選定儀表壓力傳感器的壓力等級(jí))。
a. 當(dāng)已知被測(cè)流量為工況體積流量時(shí)，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(cè)流量為標(biāo)況條件下的體積流量時(shí)，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(jì)均能覆蓋*低和*高體積流量時(shí)，在壓損允許下，應(yīng)盡量選小口徑；
d.勿使實(shí)際*小流量Qmin低于所選公稱通徑流量計(jì)的流量下限；
e.流量范圍、公稱壓力有特殊要求時(shí)可協(xié)議訂貨。
4.2流量計(jì)安裝
4.2.流量計(jì)的安裝
流量計(jì)安裝時(shí)，嚴(yán)禁在其進(jìn)出口法蘭處直接進(jìn)行電焊，以免燒壞流量計(jì)內(nèi)部零件。
對(duì)于新安裝或檢修后的管道務(wù)必進(jìn)行清掃，去除管道中的雜物后方能安裝流量計(jì)。
流量計(jì)應(yīng)安裝在便于維修、無(wú)強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾、無(wú)強(qiáng)烈機(jī)械振動(dòng)以及熱輻射影響的場(chǎng)所；
流量計(jì)不宜用在流量頻繁中斷和有強(qiáng)烈脈動(dòng)流或壓力脈動(dòng)的場(chǎng)合；
流量計(jì)室外安裝時(shí)，上部應(yīng)有遮蓋物，以防雨水浸入和烈日曝曬影響流量計(jì)使用壽命；
流量計(jì)可任意角度安裝，流體的流向應(yīng)與流量計(jì)上標(biāo)識(shí)的流向一致；
- 在管道施工中，應(yīng)考慮安裝伸縮管或波紋管，以免對(duì)流量計(jì)造成嚴(yán)重的拉伸或斷裂；
- 流量計(jì)應(yīng)與管道同軸安裝，并防止密封片和黃油進(jìn)入管道內(nèi)腔；
- 采用外電源時(shí)，流量計(jì)必須有可靠接地，不得與強(qiáng)電系統(tǒng)共用地線，在管道安裝或檢修時(shí)，不得把電焊系統(tǒng)的地線與流量計(jì)搭接。
- 為了不影響流體正常輸送和便于維護(hù)，要求按圖4 所示安裝旁通管道，并保證前≥3DN、后≥1DN的直管段；
4.2.2直管段要求
根據(jù)旋進(jìn)旋渦流量.計(jì)的工作原理和流量計(jì)對(duì)上、下游直管段要求，對(duì)各種上游阻力件，
| 說(shuō) 明 | 圖 示 |
| 保證其上游側(cè)的直管段長(zhǎng)度至少為3D，其下游側(cè)的直管段長(zhǎng)度至少為2D。示意圖見(jiàn)Ⅰ。 （D：旋進(jìn)旋渦流量.計(jì)的公稱通徑） |
|
| 彎管： 對(duì)于彎管，要保證其上游側(cè)的直管段長(zhǎng)度至少為3D，其下游側(cè)的直管段長(zhǎng)度至少為2D。示意圖見(jiàn)Ⅱ。 | |
| 縮管： 對(duì)于縮管，要保證其上游側(cè)的直管段長(zhǎng)度至少為3D，其下游側(cè)的直管段長(zhǎng)度至少為2D。示意圖見(jiàn)Ⅲ。 | |
| 擴(kuò)管： 對(duì)于擴(kuò)管，要保證其上游側(cè)的直管段長(zhǎng)度至少為3D，其下游側(cè)的直管段長(zhǎng)度至少為2D。示意圖見(jiàn)Ⅳ。 | |
| 閥門(mén)： 如果上游側(cè)有閥門(mén)，那么要保證其上游側(cè)的直管段長(zhǎng)度至少為5D，其下游側(cè)的直管段長(zhǎng)度至少為2D。示意圖見(jiàn)Ⅴ。 |
建議采用如下圖所列的前后直管段長(zhǎng)度，且保持直管段內(nèi)壁光滑平直。
4.3.旋進(jìn)旋渦流量.計(jì)安裝注意事項(xiàng)
- 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(zhǎng)或距離振動(dòng)源較近時(shí)，應(yīng)在流量計(jì)的上、下游安裝支撐，以消除管線振動(dòng)的影響；
- 傳感器的安裝地點(diǎn)應(yīng)有足夠的空間，以便于流量計(jì)的檢查和維修，并應(yīng)滿足流量計(jì)的環(huán)境要求；
- 應(yīng)避免外界強(qiáng)磁場(chǎng)的干擾；
- 在室外安裝使用時(shí)，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(shí)，應(yīng)注意智能型流量計(jì)所配置壓力傳感器的壓力測(cè)量范圍,以免過(guò)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(jì)上游和下游管道應(yīng)同軸，否則會(huì)產(chǎn)生剪切應(yīng)力。安裝流量計(jì)的位置應(yīng)考慮密封墊片的厚度，或在下游側(cè)安裝一個(gè)彈性伸縮節(jié)。
- 安裝流量計(jì)之前應(yīng)先清除管道中的焊渣等雜物。
- 投入運(yùn)行時(shí)，應(yīng)緩慢開(kāi)啟流量計(jì)上、下游閥門(mén)，以免瞬間氣流過(guò)急而沖壞起旋器。
- 當(dāng)流量計(jì)需要有信號(hào)遠(yuǎn)傳時(shí)，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(hào)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(dòng)各個(gè)輸出引線接頭；
- 流量計(jì)運(yùn)行時(shí)，不允許隨意打開(kāi)后蓋改動(dòng)儀表參數(shù)，否則影響流量計(jì)的正常工作；
- 定時(shí)檢查流量計(jì)法蘭處的泄漏情況。
