HLLWQD25-200 溫壓補償型氣體渦輪流量計-儀表網(wǎng)

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蘇州華陸儀器儀表有限公司專業(yè)提供質量流量計、熱式質量流量計、科里奧利質量流量計、質量流量控制器、電磁流量計、渦街流量計、渦輪流量計、氣體渦輪流量計、金屬管浮子流量計、金屬轉子流量計、玻璃轉子流量計、橢圓齒輪流量計、腰輪流量計、雙轉子流量計、三轉子流量計、超聲波明渠流量計、超聲波流量計、靶式流量計、旋進漩渦流量計、羅茨流量計、氣體腰輪流量計、節(jié)流裝置、孔板流量計、V錐流量計、楔形流量計、威力巴流量計、阿牛巴流量計、平衡流量計、空氣流量計、壓縮空氣流量計、氮氣流量計、氧氣流量計、蒸汽流量計、微小流量計、小流量計、污水流量計、自來水流量計、柴油流量計、流量開關、溫度變送器、溫度傳感器、熱電阻、熱電偶、溫度開關、溫度控制器、溫濕度變送器、壓力開關、壓力控制器、壓力變送器、小巧型壓力變送器、1151壓力變送器、3051壓力變送器、差壓開關、差壓變送器、1151差壓變送器、3051差壓變送器、風壓變送器、液位計、雷達液位計、超聲波液位計、磁翻板液位計、投入式液位計、磁致伸縮液位計、液位變送器、物位計、雷達物位計、射頻導納物位計、音叉開關、阻旋料位開關、射頻導納物位開關、無紙記錄儀、有紙記錄儀、流量積算儀、定量控制儀、閃光報警儀、光柱測控儀等產(chǎn)品，其他產(chǎn)品包括：分析檢測類儀表等。我們銷售產(chǎn)品并提供完善的技術服務，并承接各種工業(yè)智能化測量和控制系統(tǒng)的項目成套和工程施工。專心--專心服務于每一位關注我們的的員工和客戶；專業(yè)--專業(yè)的技術工程師為客戶提供及時周到的服務。

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溫壓補償型氣體渦輪流量計內(nèi)置溫度、壓力傳感器和智能流量積算儀，通過微處理單元對實時采集的流量、溫度、壓力信號按照氣態(tài)方程進行溫度壓力補償，自動進行壓縮因子修正，然后將標準狀態(tài)下的體積流量直觀的顯示出來。

溫壓補償型氣體渦輪流量計產(chǎn)品詳情

溫壓補償型氣體渦輪流量計

溫壓補償型氣體渦輪流量計，LWQ-D型溫壓補償型氣體渦輪流量計內(nèi)置溫度、壓力傳感器和智能流量積算儀，通過微處理單元對實時采集的流量、溫度、壓力信號按照氣態(tài)方程進行溫度壓力補償，自動進行壓縮因子修正，然后將標準狀態(tài)下的體積流量直觀的顯示出來。

應用場合：

適用于天然氣、煤制氣、液化氣、輕烴氣，氮氣，氧氣等氣體的計量。

主要特點：

1, 合金渦輪，具有更高的穩(wěn)流和耐腐蝕作用

2, 進口專用軸承，使用壽命長

3, 計量室與通氣室隔絕，保證了儀表的安quan性

4，可檢測被測氣體的溫度、壓力和流量，能進行流量自動跟蹤補償，并顯示標準狀態(tài)下（Pb=101.325KPa,Tb=293.15K）的氣體體積累積量；可實時查詢溫度壓力數(shù)值。

5，流量范圍寬(Qmax/Qmin≥20:1),重復性好,精度高(可達1.0級),壓力損失小,始動流量低，可達0.6m3/h

6，智能化儀表系數(shù)多點非線性修正

7，內(nèi)置式壓力、溫度傳感器，安quan性能高、結構緊湊、外形美觀

8，儀表具有防爆及防護功能，防爆標志為ExdⅡBT6、ExiaⅡCT6，防護等級為IP65

9，系統(tǒng)低功耗工作，一節(jié)3.2V10AH鋰電池可連續(xù)使用3年以上

10,儀表系數(shù)、累計流量值掉電十年不丟

技術參數(shù)：

儀表口徑及連接方式	25、40、50、80、100、150、200、250采用法蘭連接
儀表口徑及連接方式	25、40可采用螺紋連接
精度等級	±1.5%R、±1%R
量程比	1:10；1:20；1:30
顯示方式	寬屏顯示器同時顯示瞬時流量、日累積流量、總累積流量、溫度、壓力、時間、日期、電池電量
儀表材質	表體：304不銹鋼；葉輪：防腐ABS或鋁合金；顯示器：鑄鋁
溫度、壓力傳感器	內(nèi)置
被測介質溫度(℃）	-30℃～+80℃
環(huán)境條件	介質溫度：-30℃～+80℃，相對濕度5％～90％，大氣壓力86～106Kpa
通訊信號	三線制工況脈沖、三線制標況脈沖、三線制4-20mA、RS485協(xié)議、IC卡信號
供電電源	內(nèi)置鋰電池、外供24VDC雙供電
傳輸距離	≤1000m
信號線接口	內(nèi)螺紋M20×1.5
防爆等級	ExdIIBT6
防護等級	IP65

流量范圍及工作壓力：

儀表通徑	代碼	標準量程	代碼	擴展量程
DN25（1"）	S	2.5-25 m3/h	W	4-40 m3/h
DN40 （1.5"）	S	5-50 m3/h	W	6-60 m3/h
DN50 （2"）	S1	6-65 m3/h	W1	5-70 m3/h
DN50 （2"）	S2	10-100 m3/h	W2	8-100 m3/h
DN80 （3"）	S1	13-250 m3/h	W1	10-160 m3/h
DN80 （3"）	S2	20-400 m3/h	W2	10-160 m3/h
DN100（4"）	S1	20-400 m3/h	W1	13-250 m3/h
DN100（4"）	S2	32-650 m3/h	W2	13-250 m3/h
DN150（6"）	S1	32-650 m3/h	W1	80-1600 m3/h
DN150（6"）	S2	50-1000 m3/h	W2	80-1600 m3/h
DN200（8"）	S1	80-1600 m3/h	W1	50-1000 m3/h
DN200（8"）	S2	130-2500 m3/h	W2	50-1000 m3/h
DN 250（10"）	S1	130-2500 m3/h	W1	80-1600 m3/h
DN 250（10"）	S2	200-4000 m3/h	W2	80-1600 m3/h
DN 300（12"）	S	200-4000 m3/h	W1	130-2500 m3/h

具有溫壓補償功能氣體渦輪流量計的設計：

在物資量計量領域中，流體流量的檢測與控制是各行各業(yè)加強物料管理、能源管理，進行物資交接、財務結算，經(jīng)濟核算，效益分析與評價及至決策的重要依據(jù)；也是企業(yè)監(jiān)控生產(chǎn)過程，使其保護高效、平穩(wěn)運行和改善環(huán)境的重要手段，氣體渦輪流量計是一種速度式儀表，它具有壓力損失小、精度高、始動流量低、抗振與抗脈動流性能好等特點。目前國內(nèi)所生產(chǎn)的渦輪流量計產(chǎn)品大多只有簡單的計數(shù)顯示器，客戶無法直接從管路中氣體流動狀況了解流量計實際運行情況。本文介紹了一種帶溫度壓力補償?shù)臍怏w渦輪流量計的設計，通過溫壓補償，把工況的流量轉換成標準狀況的流量，同時本裝置采用了低功耗的單片機以及液晶顯示等，大大延長了電池的使用壽命。

1、系統(tǒng)概述：
1．1、系統(tǒng)組成：
氣體渦輪流量計由霍爾傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、MSP430F149 單片機、液晶顯示電路、存儲電路和軟件組成。系統(tǒng)框架圖如圖1所示，其中單片機為氣體渦輪流量計的核心，本系統(tǒng)采用TIMSP430F149單片機，其突出的優(yōu)點是超低功耗，能有效延長供電電池的使用壽命。氣體渦輪流量計的渦輪旋轉一周霍爾傳感器產(chǎn)生一個電脈沖信號，經(jīng)過信號處理電路輸入單片機，溫度和壓力傳感器采集的信號經(jīng)信號處理電路同樣輸入單片機單片機進行運算處理。所得的流速和流量數(shù)據(jù)采用2總線存儲到2存儲器中并顯示在液晶顯ICEPROM示器上。
圖 1 系統(tǒng)框架圖

系統(tǒng)軟件包括系統(tǒng)初始化模塊，信號檢測模塊，數(shù)據(jù)處理模塊，液晶顯示模塊，數(shù)據(jù)存儲模塊以及定時中斷服務模塊等。

1．2、系統(tǒng)工作原理：

該設計能實時將氣體流速準確地顯示出來，同時計算并顯示累計流量，氣體流過渦輪流量計推動渦輪旋轉渦輪每旋轉一次霍爾傳感器輸出一個，電脈沖電脈沖信號經(jīng)處理電路輸入單片機，由單片機計算出流速而此時的流速為工況非標準狀，況下的流速由于氣體密度受氣體溫度和壓力影響，不同的溫度和壓力環(huán)境下所測氣體體積會有差別，所以必須轉化成標準狀況下的氣體流速，此過程是由單片機參考溫度和壓力傳感器所測的溫度和壓力值通過計算所實現(xiàn)的，同時每秒鐘進行一次流量積累計算從而得出累計流量，將單片機計算得出的標況下的流速和流量存儲到串口數(shù)據(jù)存儲器，并將流速實時顯示在串口液晶顯示模塊上。

2、系統(tǒng)硬件設計：

2．1、單片機的選擇：

單片機為本系統(tǒng)的核心，因此選擇合適的單片機至關重要，考慮到流量計系統(tǒng)低能耗方面的要求，本系統(tǒng)采用TI公司的MSP430F149單片機，它是一款專門為低功耗而設計的高性能16位單片機，系統(tǒng)中有一種活動模式AM和5種低功耗模式LPM0～LPM4，根據(jù)系統(tǒng)運行時使用的功能模塊不同，采用不同的工作模式，它支持多種中斷源，用中斷請求將CPU喚醒只需要6μs。通過對單片機編程可有效降低系統(tǒng)的功耗，MSP430F149，單片機結合了TI的高性能模擬技術含有豐富的片內(nèi)外設包括：看門狗（WDT），定時器A（Timer－A），定時器 B（Timer－B），模擬比較器 A，硬件乘法器12位 ADC，串口 0，1（USART0，1），直接數(shù)字存取（DMA），基本定時器（Basic Timer）等，如此豐富的片內(nèi)外設為系統(tǒng)的單片解決方案提供了極大方便。

2．2 溫度、壓力傳感器的選擇

溫度和壓力傳感器選擇的原則是：在保證精度的前提下，大限度降低功耗。本系統(tǒng)采用壓力傳感器芯片MS5535B，它是一個集成度高，功能強大的集成芯片，由一個硅壓阻傳感器和一個集成傳感器接口電路組成，測壓范圍為（0～14）bar，供電電壓2．2V～3．6V，工作溫度（－40～125）℃ ，具有低供電電壓、低功耗的特點。溫度傳感器選用TI公司的TMP102低功耗數(shù)字傳感芯片，在－25 ～＋85的量程內(nèi)精度為0．5 ，要求輸入電壓為 1．4V～3．6V，測量信號由雙線串行接口輸出，它有很低的工作電流，工作狀態(tài)供電電流為10μA，休眠模式下電流為1μA，*符合本設計低功耗的要求。

2．3、存儲電路和液晶顯示電路：

本設計中將所計算出的流速、流量等數(shù)據(jù)存儲在存儲器中，采用I2C總線的E2PROM存儲器24C16，24C16是串行的E2PROM存儲器，存儲容量達到16K，SCL為時鐘線，SDA為數(shù)據(jù)線，原理圖如圖2所示，其中SCL2接單片機P4．6，SDA2接單片機P4．5［3－4］。

為了達到低功耗的要求，本設計選用HT1620存儲器映射的多功能LCD驅動器，其操作電壓為2．4V～3．3V，3V 時操作電流小于3μA，低操作電流有效地降低了液晶模塊的功耗，其顯示段數(shù)為128（32×4），內(nèi)部集成有LCD控制器，LCD驅動器和RAM。單片機和HT1620的連線如圖3所示，其中P2．3連接HT1620的片選端，P2．0連接數(shù)據(jù)線，P2．1和 P2．2分別連接讀寫控制線。
圖 3 單片機與液晶顯示模塊連線圖

3、系統(tǒng)軟件設計：
3．1、數(shù)據(jù)處理過程：
此系統(tǒng)的應用程序主要由主程序和中斷處理程序組成，其中主程序和中斷處理程序分別由多個子程序構成。主程序主要包括：系統(tǒng)初始化程序，LED顯示子程序等，中斷處理程序主要包括：流量檢測子程序，溫度壓力檢測子程序，按鍵輸入子程序，流量補償算法子程序等。流量計初次上電時系統(tǒng)初始化，顯示歷史流量數(shù)據(jù)、當前的時間、壓力、溫度和電池電量。在無操作的情況下延時一段時間后LCD自動關閉顯示，進入低功耗模式3（LPM3）狀態(tài)。當系統(tǒng)發(fā)生中斷事件時，CPU從低功耗的模式中被喚醒，并判斷是何種中斷事件，進而進入中斷處理程序。
3．2、程序軟件框圖：
系統(tǒng)上電開機后首*入初始化模塊，然后進入低功耗模式 3（LPM3）狀態(tài)并判斷有無中斷，若無中斷，系統(tǒng)自動返回；如有中斷，單片機運行中斷處理程序，進行相應處理，中斷操作進行完之后再一次進入低功耗模式3，進而等待下一次終端操作。程序流程圖如圖 4 所示。
圖 4 系統(tǒng)程序流程圖

4、實驗和數(shù)據(jù)分析：
經(jīng)過試驗，本流量計的精度能保持在流量為0．2Qmax（含 0．2Qmax）～Qmax（Qmax為zui大流量）時精度為±1．0％R（R為流量），Qmin～0．2Qmax（Qmin 為zui小流量）時精度為±1．5％R，重復性小于等于基本誤差的 1/3，各項指標基本滿足技術任務書的要求。

溫壓補償型氣體渦輪流量計的工作原理：

傳感器內(nèi)的渦輪在流體作用下產(chǎn)生旋轉，使信號檢測器的磁場產(chǎn)生變化，因此在信號檢測器的線圈中感應出交變電壓，在經(jīng)過放大器放大、濾波、整形輸出方波信號，此信號電壓的頻率與葉輪的轉速成正比，即與流體的流量（流速）成正比。

溫壓補償型氣體渦輪流量計的應用：

溫壓補償型氣體渦輪流量計的應用是80年代興起的一種測量技術，其優(yōu)點在于量程范圍寬、維護簡單、介質適應性強等。目前，它在蒸汽和其它氣體測量中逐步取代其它類型的流量計，得到廣泛應用。hart協(xié)議是美于80年代提出的一種用于現(xiàn)場智能儀表和控制室設備通訊的協(xié)議，它具有兼容4~20ma模擬信號與數(shù)字通信的性質。溫壓補償型氣體渦輪流量計是在現(xiàn)有渦輪流量計的基礎上，加入溫度和壓力參數(shù)的測量，并將hart通訊協(xié)議引入流量計中，設計出集溫度、壓力、流量測量于一體的帶有hart協(xié)議的溫壓補償型氣體渦輪流量計。經(jīng)研究表明，這種渦輪流量計不僅具有溫壓補償功能，而且實現(xiàn)了與上位機的遠程操作，具有廣闊的發(fā)展前景。

溫壓補償型氣體渦輪流量計特點：

合金渦輪具有更高的穩(wěn)流和耐腐蝕作用進口專用軸承，使用壽命長計量室與通氣室隔絕，保證了儀表的行流性溫壓補償型氣體渦輪流量計可檢測被測氣體的溫度、壓力和流量，能進量自動跟蹤補償，并顯示標準狀態(tài)下（pb=101.325kpa,tb=293.15k）的氣體體積累積量；可實時查詢溫度壓力數(shù)值流量范圍寬（qmax/qmin≥20:1)，重復性好，精度高（可達1.0級），壓力損失小，始動流量低，可達0.6m3/h智能化儀表系數(shù)多點非線性修正。

內(nèi)置式壓力、溫度傳感器，安quan性能高、結構緊湊、外形美觀溫壓補償型氣體渦輪流量計具有防爆及防護功能，防爆標志為exiaⅱct6gb，防護等級為ip65系統(tǒng)低功耗工作，一節(jié)3.0v10ah鋰電池可連續(xù)使用3年以上儀表系數(shù)、累計流量值掉電十年不丟。

溫壓補償型氣體渦輪流量計不僅具有普通儀表的量程、零點、單位轉換等功能外，而且*符合hart協(xié)議的要求，可與上二位機進行遠程操作，由上位機遠程讀取瞬時流量、累積流量等參數(shù)，或對量程、零點、單位等進行設置，便于實時監(jiān)控。同時，由于引入了溫度、壓力信號的補償。溫壓補償型氣體渦輪流量計的測量精度大為提高。因此，這種帶有hart協(xié)議的溫壓補償型氣體渦輪流量計在國內(nèi)必將具有良好的發(fā)展前景。

本文介紹了基于MSP430單片機的氣體渦輪流量計的設計方法，由于該方案從硬件、軟件兩方面進行低功耗的設計，因而系統(tǒng)功耗顯著降低，有效延長了供電電池的使用壽命。

關鍵詞：氣體渦輪流量計渦輪流量計流量計壓力傳感器流量積算儀

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