產(chǎn)品名稱(chēng)：CY-LUX型智能旋進(jìn)漩渦流量計
一、概述
CYLUX型系列智能旋進(jìn)漩渦流量計是具有國內 水平的新型氣體流量?jì)x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(dòng)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(diǎn)
· 無(wú)機械可動(dòng)部件，不易腐蝕，穩定可靠，壽命長(cháng)，長(cháng)期運行無(wú)須特殊維護;
· 采用16位電腦芯片，集成度高，體積小，性能好，整機功能強;
· 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,
采取內置式組合,使結構更加緊湊，可直接測量流體的流量、壓力和溫度，并自動(dòng)實(shí)時(shí)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(xiàn)振動(dòng)引起的干擾;
· 采用國內 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;
· 采用漢字點(diǎn)陣顯示屏，顯示位數多，讀數直觀(guān)方便，可直接顯示工作狀態(tài)下的體積流量、標準狀態(tài)下的體積流量、總量，以及介質(zhì)壓力、溫度等參數;
· 采用EEPROM技術(shù)，參數設置方便，可 保存，并可保存***長(cháng)達一年的歷史數據;
· 轉換器可輸出頻率脈沖、4～20mA模擬信號，并具有RS485接口，可直接與微機聯(lián)網(wǎng)，傳輸距離可達1.2km;
· 多物理量參數報警輸出，可由用戶(hù)任選其中之一;
· 流量計表頭可360度旋轉，安裝使用簡(jiǎn)單方便;
· 配合本公司的FM型數據采集器，可通過(guò)因特網(wǎng)或者電話(huà)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行遠程數據傳輸
· 壓力、溫度信號為傳感器輸入方式，互換性強;
· 整機功耗低，可用內電池供電，也可外接電源。
1.2主要用途
CYLUX型系列智能旋進(jìn)漩渦流量計可廣泛應用于石油、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易計量的首選產(chǎn)品。
二、 結構與工作原理
2.1流量計結構
流量計由以下七個(gè)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。
?、?殼體
本身帶有法蘭，并有一定形狀的流體通道，根據不同的工作壓力，殼體材料可采用鑄鋁合金或不銹鋼。 (圖1)
?、?智能流量計積算儀(原理見(jiàn)圖3)
由溫度、壓力檢測模擬通道、流量檢測數字通道以及 微處理單元、液晶驅動(dòng)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，其電阻值與溫度成對應關(guān)系。
5. 壓力傳感器
以壓阻式擴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)生預期變化，因此在一定激勵電流作用下，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
安裝在靠近殼體擴張段的喉部，可檢測出漩渦進(jìn)動(dòng)的頻率信號。
?、?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(lèi)似文丘利管的型線(xiàn)(圖2)。在入口側安放一組螺旋型導流葉片，當流體進(jìn)入流量傳感器時(shí)，導流葉片迫使流體產(chǎn)生劇烈的旋渦流。當流體進(jìn)入擴散段時(shí)，旋渦流受到回流的作用，開(kāi)始作二次旋轉，形成陀螺式的渦流進(jìn)動(dòng)現象。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，檢測元件測得流體二次旋轉進(jìn)動(dòng)頻率就能在較寬的流量范圍內獲得良好的線(xiàn)性度。信號經(jīng)前置放大器放大、濾波、整形轉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，***后在液晶顯示屏上顯示出測量結果(瞬時(shí)流量、累積流量及溫度、壓力數據)。
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(dòng)進(jìn)行壓縮因子修正，氣態(tài)方程如下：
式中：
QN ——標況下的體積流量(m3/h);
QV ——工況下的體積流量(m3/h;
Pa ——當地大氣壓力(KPa);
P ——流量計取壓孔測量的表壓(KPa);
PN ——標準狀態(tài)下的大氣壓力(101.325 KPa);
TN ——標準狀態(tài)下的 溫度(293.15K);
T ——被測流體的 溫度(K);
ZN ——氣體在標況下的壓縮系數;
Z ——氣體在工況下的壓縮系數;
注：當用鐘罩或負壓標定時(shí)取ZN/Z=1，對天然氣(ZN/Z)1/2=FZ為超壓縮因子。按中國石油天然氣總公司的標準SY/T6143-1996中的公式計算。
三、主要技術(shù)參數與功能
3.1流量計規格、基本參數和性能指標(見(jiàn)表1)
注：1.準確度：為溫度、壓力修正后的系統精度;
3.2標準狀態(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
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.內電源：1組3.6V鋰電池(ER26500)，當電壓低于3.0V時(shí)，出現欠壓指示。
3.4.2整機功耗：
A.外電源：<2W;
B.內電源：平均功耗1mW，可連續使用兩年以上。
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. 定標脈沖信號，與IC卡閥門(mén)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定范圍：0.001m3~100m3。單選擇該值時(shí)必須注意：定標脈 沖信號頻率應≤900Hz。
C. 定標脈沖信號，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(shí)現以下功能：
采用RS-485接口，可直接與上位機或二次表聯(lián)網(wǎng)，遠傳顯示介質(zhì)的溫度、壓力和經(jīng)溫度、壓力補償后的標準體積流量和標準體積總量;
3.4.5 4～20mA標準電流信號(光電隔離)
與標準體積流量成正比，4mA對應0 m3/h， 20
mA對應***大標準體積流量(該值可在一級菜單中進(jìn)行設置)，制式：兩線(xiàn)制或三線(xiàn)制，流量計可根據所插電流模塊自動(dòng)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，報警電平可設定，工作電壓 +12V~+24V，***大負載電流50mA;
B.上限報警信號(UP)：光電隔離，高低電平報警，報警電平可設定，工作電壓 +12V~+24V，***大負載電流50mA;
C.關(guān)閥報警輸出(BC端，IC卡控制器用)：邏輯門(mén)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,負載電阻≥100kΩ;
D.電池欠壓報警輸出(BL端，IC卡控制器用)：邏輯門(mén)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,負載電阻≥100kΩ;
3.5防爆標志：ExdIIBT4
3.6防護等級：IP65
3.7壓力損失
流量計實(shí)際壓力損失計算公式如下：
式中：
ΔP1 ——流量計實(shí)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(shí)流量計的壓力損失(KPa),其特性曲線(xiàn)見(jiàn)下圖
3.10接線(xiàn)口：出線(xiàn)接口為M20×1.5內螺紋。
四、選型與安裝
4.1流量計選型
在選型過(guò)程中應把握兩條原則;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，即近期和遠期的***大、***小及常用流量(主要用于選定儀表公稱(chēng)通徑)、被測介質(zhì)的設計壓力(主要用于選定儀表的公稱(chēng)壓力等級)、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)。
a. 當已知被測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(chēng)通徑;
b. 當已知被測流量為標況條件下的體積流量時(shí)，應先將標況體積流量QN換算為工況體積流量Qv，再按技術(shù)參數表中的流量范圍選取相應的公稱(chēng)通徑;
c. 當兩種口徑流量計均能覆蓋***低和***高體積流量時(shí)，在壓損允許下，應盡量選小口徑;
d.勿使實(shí)際***小流量Qmin低于所選公稱(chēng)通徑流量計的流量下限;
e.流量范圍、公稱(chēng)壓力有特殊要求時(shí)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為標準體積流量，Z/Zn數值列于表2.因計算步長(cháng)較大，表內數據僅供參考，表中數據按天然氣真實(shí)相對密度Gr=0.600，氮氣和二氧化碳摩爾分數均為0.00計算。當介質(zhì)壓力低于0.1MPa，均可按Z/Zn=1估算。
表2
4.2選型實(shí)例：
已知某一供氣管線(xiàn)實(shí)際工作壓力范圍為表0.80MPa-1.2MPa，介質(zhì)溫度范圍為-10℃～+40℃，供氣峰值為標準體積流量2500，供氣谷值為標準體積流量5600，天然氣之真實(shí)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%,當地大氣壓力為101.3KPa，要求確定流量計之口徑。
當介質(zhì)壓力為0.8MPa，溫度為40℃，天然氣的壓縮因子影響***小，此時(shí)當處于供氣峰期時(shí)，具有***大體積流量;而當介質(zhì)壓力為1.2MPa，溫度為-10℃，壓縮因子影響***大，此時(shí)當處于供氣谷期時(shí)，具有***小體積流量。
當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***高體積流量為
當表壓P=1.2MPa，溫度T=-10℃時(shí)，可求得Zn/Z=1.0355，故***小體積流量為：
再由表1查得“流量計口徑為200mm，即選取CYLUX型流量計。
用戶(hù)訂購本產(chǎn)品時(shí)應根據流體的工作壓力、介質(zhì)溫度、流量范圍、流體種類(lèi)，環(huán)境條件選擇合適的規格，有防爆要求的，請嚴格防爆等級。
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，法蘭尺寸執行GB/T9112～9113-2000標準。
表3 單位：mm
注：※為特殊規格要求。
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
· 傳感器按流向標志可在垂直、水平或任意傾斜位置上安裝;
· 當管線(xiàn)較長(cháng)或距離振動(dòng)源較近時(shí)，應在流量計的上、下游安裝支撐，以消除管線(xiàn)振動(dòng)的影響;
· 傳感器的安裝地點(diǎn)應有足夠的空間，以便于流量計的檢查和維修，并應滿(mǎn)足流量計的環(huán)境要求;
· 應避免外界強磁場(chǎng)的干擾;
· 在室外安裝使用時(shí)，應有遮蓋物，避免烈日曝曬與雨水浸蝕，影響儀表使用壽命;
· 管線(xiàn)試壓時(shí)，應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(guò)壓損壞壓力傳感器。
·
應注意安裝應力的影響，安裝流量計上游和下游管道應同軸，否則會(huì )產(chǎn)生剪切應力。安裝流量計的位置應考慮密封墊片的厚度，或在下游側安裝一個(gè)彈性伸縮節。
· 安裝流量計之前應先清除管道中的焊渣等雜物。
· 投入運行時(shí)，應緩慢開(kāi)啟流量計上、下游閥門(mén)，以免瞬間氣流過(guò)急而沖壞起旋器。
·
當流量計需要有信號遠傳時(shí)，應嚴格按“電氣性能指標”要求接入外電源(8～24)VDC，嚴禁在信號輸出口直接接入220VAC或380VAC電源;
· 用戶(hù)不得自行更改防爆系統的接線(xiàn)方式和任意擰動(dòng)各個(gè)輸出引線(xiàn)接頭;
· 流量計運行時(shí)，不允許隨意打開(kāi)后蓋改動(dòng)儀表參數，否則影響流量計的正常工作;
· 定時(shí)檢查流量計法蘭處的泄漏情況。
4.4.3直管段要求
根據旋進(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(cháng)度，且保持直管段內壁光滑平直。
流量計安裝直管段要求
4.4.4內置電池的使用及更換
· 電池電量顯示
當電池顯示僅剩一格時(shí)，要求用戶(hù)在一個(gè)月內更換電池;只顯示電池外形符號時(shí)，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(kāi)智能流量積算儀的后蓋，松開(kāi)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(chǎng)所安裝要求
· 流量計應有可靠的接地，防爆接地不應與強電系統的保護接地共用。
· 現場(chǎng)測試電源時(shí)，不允許使用交流電源接地。
· 在任何情況下，用戶(hù)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(kāi)轉換器蓋子。
五、使用方法
5.1工作狀態(tài)下顯示方法(見(jiàn)下圖)
液晶顯示屏圖示
5.1.1總量(標準體積總量)保留三位小數，整數位8位溢出后自動(dòng)清零;
5.1.2瞬時(shí)流量可切換顯示標況體積流量(Nm3/h)和工況體積流量(m3/h)，***多可保留3位小數，顯示***大值為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(參數超范圍)，同時(shí)內部調用設定溫度值進(jìn)行補償，并提示ST(內設溫度補償);
5.1.4壓力顯示值保留兩位小數，顯示范圍為0~15000KPa，如果超出此范圍，提示行提示OV(參數超范圍)，同時(shí)內部調用設定壓力值進(jìn)行補償，并提示SP(內設壓力補償)。
5.1.5儀表正常工作時(shí)，提示OK，如果出現錯誤時(shí)，則提示ERR，并有相應的錯誤提示符號。
5.1.6顯示參數切換
5.2流量計用戶(hù)參數的設定
5.2.1一級菜單
5.2.2二級菜單
六、接線(xiàn)
6.1 傳感器接線(xiàn)端子說(shuō)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(xiàn)端子說(shuō)明
電 源：+24V：電源正極，0V：電源負極;
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的脈沖輸出端子，輸出頻率與流速成正比;
當量輸出：與標況體積流量對應的脈沖輸出端子，輸出頻率由脈沖當量系數決定;
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(xiàn)方法
a. 兩線(xiàn)制電流接線(xiàn)方法
b. 三線(xiàn)制電流輸出接線(xiàn)方法
c、脈沖輸出接線(xiàn)方法
d、當量輸出接線(xiàn)方法
e、報警輸出接線(xiàn)方法
七、故障現象及排除方法
八、 包裝、運輸及貯存
8.1 流量計應裝入牢固的木箱內(中、小口徑流量計有泡沫保護時(shí)可裝在紙箱內)，不應在箱內自由竄動(dòng)，搬運時(shí)應小心輕放。
8.2 流量計運輸貯存條件應符合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 流量計的貯存應符合以下條件：
·防雨防潮
·不受機械振動(dòng)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(kāi)箱及檢查
9.1 開(kāi)箱前應先檢查外部包裝的完好性，再根據裝箱單核對箱內物品及隨機文件是否完整。
9.2 隨機文件及物品
1) 產(chǎn)品檢定證書(shū)
2) 使用說(shuō)明書(shū)
3) 裝箱單
4) 產(chǎn)品合格證
