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智能氣體腰輪（羅茨）流量計

智能氣體腰輪流量計是集流量、溫度、壓力檢測功能于一體，并能進行溫度、壓力自動 補償的新一代流量計.

一、概述

智能氣體腰輪流量計是集流量、溫度、壓力檢測功能于一體，并能進行溫度、壓力自動 補償的新一代流量計，氣體是一種可壓縮流體，其體積值與溫度和壓力密切相關，為了貿易 雙方統一標準，必需將實際體積轉換成基準條件下的標準體積 （101.325 kPa 20 ℃）。為了 實現這一目的，智能氣體腰輪流量計，能對氣體的體積進行精確修正。是石油、化工、電力、 冶金等行業用于氣體計量的理想儀表。

產品的主要特點：

l 集高精度、溫度、壓力、流量傳感器和智能體積修正于一體，可檢測被測氣體的溫度、壓力和流量 ， 并進行流量自動跟蹤補償和壓縮因子修正運算。

l 采用*的微機技術與高性能的集成芯片，整機功能強大，性能*。

l 電路采用表面安裝工藝，結構緊湊、抗*力強、可靠性高。

l 壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器全部內置，使結構更加緊湊。

l 采用*的微功耗*，整機功耗低，即能憑內置電池長期供電運行，又可由外電源供電運行 。

l 按流量頻率信號，可將儀表系數分段自動進行線性修正，從而提高了儀表的使用精度 。

l 具有故障自診斷和報警功能，可靠度高，采用 LCD 顯示，清晰直觀，讀數方便。

l 流量計帶有脈沖信號輸出，也可根據用戶需要輸出 4 ～20mA 標準模擬信號。

l 儀表自帶實時數據庫，通過 RS -485 通訊接口和本廠的專用 MODEM 配套，可組成電話抄表網絡，便于 數據的集中采集和實時管理。

l 采用*的微功耗技術，整機功耗低，使用內置電池可運行五年以上。

l 就地顯示流量值，并帶多種信號輸出功能可滿足不同現場及系統的需求。

l 采用 E2PROM 數據存儲芯片，保存用戶參數、廠家參數及一定的歷史記錄。

l 采用高對比度的三行液晶顯示器，可顯示日期、標準累積流量、標準瞬時流量、介質溫度、壓力值和 電池電壓。

l 具有實時數據存儲功能，可防止更換電池或突然斷電時數據丟失，在停電狀態下，內部參數可性 保存。

二、 結構與工作原理

2.1 流量計由 5 個部分組成（見圖 1）

1、智能流量積算儀 2、流量傳感器 3、壓力傳感器 4、溫度傳感器 5、氣體腰輪流量計

圖 1 流量計結構原理圖

2.2 智能氣體腰輪流量計的工作原理（見圖 2 ）

智能氣體腰輪流量計，主要由殼體、共軛轉子和智能流量積算儀等部件構成。裝于計量室內的一對共

軛轉子在流通氣體的出入口壓差（ P 入＞P 出）作用下，通過精密加工的調校齒輪使轉子保持正確的相對位 置。轉子間、轉子與殼體、轉子與墻板間保持工作間隙，實現了連續的無接觸密封。轉子每轉動一周， 則輸出四倍計量室有效容積的氣體，轉子的轉數通過磁性密封聯軸裝置及減速機構 ，傳遞到智能流量積算 儀，從而顯示輸出氣體的累計體積量。其計量過程和工作原理如圖 2 所示（圖中僅表示了四分之一周期）。

圖2氣體腰輪流量計工作原理

三、主要技術參數與功能

3.1 流量計規格、基本參數和性能指標（見表 1）

※公稱壓力大于1.0Mpa的需定做，材質一般為碳鋼或不銹鋼。

3.2 標準狀態條件：P=101.325 kPa T= 293.15K

3.3 使用條件：a. 環境溫度：－25 ℃～+80℃ b. 介質溫度：－20 ℃～+60℃

c. 相對濕度：5% ～95% d. 大氣壓力：86KPa～106Kpa

3.4 電氣性能指標：

3.4.1 工作電源：

a. 內電源：1 節 3VDC 鋰電池，電池電壓在 2.0V～3.0V 時均可正常工作。

當電壓低于 2.5V 時，應更換電池。

b. 外電源：±24VDC±15%，紋波≤±5% ，適用于 4～20mA 輸出，脈沖輸出，RS-485 等。

3.4.2 整機功耗：外電源，≤1W 。

內電源，平均功耗≤1 mW ，可連續工作五年以上。

3.4.3 工況脈沖輸出方式

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光耦隔離放大輸出，高電平 ≥20V，低

電平 ≦ 1V 。該脈沖主要用于對儀表的標定。

b. 與標準體積流量成正比的頻率信號，經光耦隔離放大輸出，高電平 ≥20V，低電平 ≤ 1V 。

c. 定標脈沖信號，輸出幅度 0 ～3V ，輸出脈沖寬度 500ms。該脈沖主要用于城市燃氣計量的 IC 卡

控制裝置或其它設備。該信號 1m 3 輸出 1 個脈沖。

3.4.4（4～20 ）mA 標準模擬電流輸出功能

與標準體積流量成正比，4mA 對應 0 m 3/h ，20mA 對應標準體積流量（該值可設定）。

3.4.5 RS485 通信（采用光電隔離 RS485 通信模塊）

本積算儀通過內裝的 RS485 標準接口能與個人計算機和 PLC 等主機連接，進行串行通信。可顯示介 質壓力、溫度、瞬時流量、累計標準流量、電池電壓。

四、選型與安裝

.1 流量計選型 在介質壓力較高場所，為了提高計量的準確性，需要智能氣體腰輪流量計將工況流量轉換為標況流量 。

標準狀態（一個標準大氣壓，攝氏 20 ℃）下的體積流量，可按下式進行換算：

Q_{標= × ×}Q

其中：Q_標 -- 標準狀態下的體積流量（Nm ³ /h ）

Q_工 -- 當時實際工作狀況下的體積流量（m ³/h ）

P -- 當時管道中氣體的實際壓力，若計量過程中壓力有波動，則為管道中氣體實際平均 壓力（Pa ）

P= P_工 +B

P_工 -- 當時壓力計讀出的氣體平均表壓（Pa ）

B -- 當時當地的大氣壓力（Pa ）

T -- 當時管道中氣體的實際溫度（ K ）若計量過程中溫度有波動，則為管道中氣體實際

平均壓力

T=t+273.15K

t -- 當時溫度計讀出的氣體平均攝氏溫度（℃）

4.2 選型實例：

已知某一供氣管線實際工作壓力為 0.5MPa～0.6MPa（表壓），介質溫度范圍為-10℃～+40℃，供氣峰 值量為 400～500Nm ³/h 。當地大氣壓為 101.3kPa，要求確定流量計的口徑。

分析：由于前面表 1 中給出的流量范圍為實際工作狀態下的流量范圍 ，因此需先將標況流量換算成工 況流量，再選擇合適的口徑。

計算：當介質溫度時（估算選型可不考慮天然氣壓縮因子的影響 ），此時當處于供氣 峰期時具有體積流量，所以有：

同理，當介質壓力、溫度時，此時當處于供氣谷期時具有最小體積流量，所以有：

即工作狀態下介質的流量范圍為 227.2～933.7m³/h 。由表 1 查得，需選取 JLQ-1000 流量計。