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旋进旋涡说明书新全解

一、概述

………………………………………………………1

二、结构与工作原理

……………………………………………2

三、主要技术参数与功能

………………………………………4

四、选型与安装

…………………………………………………8

五、产品功能说明

………………………………………………14

六、转换器操作和参数设置

……………………………………15

七、转换器接线图

………………………………………………26

八、故障现象及排除方法

………………………………………28

九、包装、运输及贮存

…………………………………………29

十、开箱及检查

…………………………………………………29

附录

（一）天然气真实相对密度Gr的确定

……………………30

附录

（二）天然气物理性质表

…………………………………31

智能旋进旋涡流量计

一、概述

智能旋进旋涡流量计是我公司研制的具有国内领先水平的新型气体流量仪表。

该流量计集流量、温度、压力检测功能于一体，并能进行温度、压力、压缩因子自动补偿，是石油、化工、电力、冶金等行业用于气体计量的理想仪表。

产品主要特点

●无机械可动部件，不易腐蚀，稳定可靠，寿命长，长期运行无

须特殊维护；

●采用16位电脑芯片，集成度高，体积小，性能好,整机功能强;

●智能型流量计集流量探头、微处理器、压力、温度传感器于一体,采取内置式组合，使结构更加紧凑，可直接测量流体的流量、压力和温度，并自动实时跟踪补偿和压缩因子修正；

●采用双检测技术可有效地提高检测信号强度，并抑制由管线振动引起的干扰；

●采用国内领先的智能抗震技术，有效的抑制了震动和压力波动造成的干扰信号；

●采用汉字点阵显示屏，显示位数多，读数直观方便，可直接显示工作状态下的体积流量、标准状态下的体积流量、总量，以及介质压力、温度等参数；

●采用EEPROM技术，参数设置方便，可永久保存，并可保存最长达一年的历史数据；

●转换器可输出频率脉冲、4～20mA模拟信号，并具有RS485接

口，可直接与微机联网，传输距离可达1.2km；

●多物理量参数报警输出，可由用户任选其中之一；

●流量计表头可360度旋转，安装使用简单方便；

●配合本公司的FM型数据采集器，可通过因特网或者电话网络进行远程数据传输；

●压力、温度信号为变送器输入方式，互换性强；

●整机功耗低，可用内电池供电，也可外接电源。

二、结构与工作原理

2.1流量计结构

流量计由以下七个基本部件组成（图1）：

1.旋涡发生体、2.壳体、

3.智能流量计积算仪（原理见图3）、4.温度传感器、

5.压力传感器、6.压电晶体传感器、7.消旋器

2.2工作原理

流量传感器的流通剖面类似文丘利管的型线（图2）。

在入口侧安放一组螺旋型导流叶片，当流体进入流量传感器时，导流叶片迫使流体产生剧烈的旋涡流。

当流体进入扩散段时，旋涡流受到回流的作用，开始作二次旋转，形成陀螺式的涡流进动现象

该进动频率与流量大小

成正比，不受流体物理性质和密度的影响，检测元件测得流体二次旋转进动频率就能在较宽的流量范围内获得良好的线性度。

信号经前置

放大器放大、滤波、整形转换为与流速成正比的脉冲信号，然后

再与温度、压力等检测信号一起被送往微处理器进行积算处理，最后在液晶显示屏上显示出测量结果（瞬时流量、累积流量及温度、压力数据）。

2.3流量积算仪工作原理

流量积算仪由温度和压力检测模拟通道、流量传感器通道以及微处理单元组成，并配有外输出信号接口，输出各种信号。

流

量计中的微处理器按照气态方程进行温压补偿，并自动进行压缩

因子修正，气态方程如下：

式中：

Q—标况下的体积流量（m3/h）；Q—工况下的体积流量（m3/h）；

Pa—当地大气压力（KPa）；P—流量计取压孔测量的表压（KPa）；

PN—标准状态下的大气压力（101.325KPa）；

TN—标准状态下的绝对温度（293.15K）；T—被测流体的绝对温度（K）；

ZN—气体在标况下的压缩系数；Z—气体在工况下的压缩系数；

NNZ

注：

当用钟罩或负压标定时取Z/Z=1，对天然气（Z/Z）1/2=F为超压缩因

子。

按中国石油天然气总公司的标准SY/T6143-1996中的公式计算。

三、主要技术参数与功能

3.1流量计规格、基本参数和性能指标（见表1）表1

公称通径

DN（mm）

类型*

流量范围

（m3/h）

工作压力

（MPa）

精确度等级

重复性

1.2~15

1.6

2.5

4.0

6.3

1.0

1.5

≤2.5MPa

铝合金

≥4.0MPa不锈钢小于基本误差限绝对值的1/3

2.5~30

4.5~60

A型

10~150

B型

6~75

A型

28~400

B型

18~200

100

A型

50~800

B型

40~600

150

A型

150~2250

1.6

2.5

4.0

B型

100~1200

200

360~3600

注：

1.准确度：

为温度、压力修正后的系统精度；

2.A、B用以区别相同通径不同流量范围。

3.2标准状态条件：

P=101.325KPa，T=293.15K

3.3使用条件：

环境温度：

-30℃~+65℃相对湿度：

5%~95%介质温度：

-20℃~+80℃大气压力：

86KPa~106KPa

3.4电气性能指标

3.4.1工作电源：

A.外电源：

+24VDC±15%，纹波＜5%，适用于4~20mA输出、脉冲输出、报警输出、RS-485等；

B.内电源：

1组3.6V锂电池（ER26500），当电压低于3.0V时，出现欠压指示。

3.4.2整机功耗：

A.外电源：

＜2W；

B.内电源：

平均功耗1mW，可连续使用两年以上。

3.4.3脉冲输出方式：

A.工况脉冲信号，直接将流量传感器检测的工况脉冲信号经光耦隔离放大输出，高电平≥20V，低电平≤1V；

B.定标脉冲信号，与IC卡阀门控制器配套，高电平幅度≥2.8V，低电平幅度≤0.2V，单位脉冲代表体积量可设定范围：

0.001m3~100m3。

单选择该值时必须注意：

定标脉冲信号频率应≤900Hz。

C.定标脉冲信号，经光耦隔离放大输出，高电平≥20V，低电平≤1V。

3.4.4RS-485通信（光电隔离），可实现以下功能：

A.采用RS-485接口，可直接与上位机或二次表联网，远传显

显示介质的温度、压力和经温度、压力补偿后的标准体积流量和

标准体积总量；

B.由RS-485接口与HW-Ⅰ数据采集器配套，可组成电话网络通信系统，一台数据采集器可带15台流量计；

C.由RS-485接口与HW-Ⅱ数据采集器配套，可组成宽带网络通信系统，由INTERNET传输数据，一台数据采集器可带8台流量计。

3.4.54~20mA标准电流信号（光电隔离）

与标准体积流量成正比，4mA对应0m3/h，20mA对应最大标准体积流量（该值可在一级菜单中进行设置），制式：

两线制或三线制，流量计可根据所插电流模块自动识别，并正确输出。

3.4.6控制信号输出：

A.下限报警信号（LP）：

光电隔离，高低电平报警，报警电平可设定，工作电压+12V~+24V，最大负载电流50mA；

B.上限报警信号（UP）：

光电隔离，高低电平报警，报警电平可设定，工作电压+12V~+24V，最大负载电流50mA；

C.关阀报警输出（BC端，IC卡控制器用）：

逻辑门电路输出，正常输出低电平，幅度≤0.2V；报警输出高电平，幅度≥2.8V，负载电阻≥100kΩ；

D.电池欠压报警输出（BL端，IC卡控制器用）：

逻辑门电路输出，正常输出低电平，幅度≤0.2V；报警输出高电平，幅度≥

2.8V，负载电阻≥100kΩ；

3.5实时数据存储功能

3.5.1流量计为了适应数据管理方面的需要，增加了实时数据存储功能，由设定选择以下三者之一；

A.起停记录：

最近的1200次起停时间、总量、净流量记录。

出厂默认项。

对应通信协议由公司另外提供；

B.日记录：

最近920天的日期、零点时刻的温度、压力、标准体积流量和总量记录。

C.定时间间隔记录：

1200条定时间间隔的日期时间、温度、压力、标准体积流量和总量记录。

3.5.2通过电脑可读取上述存储数据，形成数据报表、曲线图供分析。

3.6网络通信管理软件功能

流量计与数据采集器配套，可通过电话线或宽带网进行通信，对网络中的每台流量计的历史数据及参数进行读取与设置，同时通信管理软件可实现完善的管理功能。

3.7防爆标志：

ExdⅡBT4；ExiaⅡCT4

3.8防护等级：

IP65

3.9压力损失

流量计实际压力损失计算公式如下：

式中：

△P1—流量计实际压

力损失（KPa）；

ρ—被测介质密度（

kg/m3）

△P—介质为干空气时流量计的压力损失（KPa）,特性曲线见下图

3.10接线口：

出线拉

口为M20×1.5内螺纹。

四、选型与安装

4.1流量计选型

在选型过程中应把握两条原则；即：

一要保证生产安全，二要保证使用精度。

为此必须落实三个选型参数，即近期和远期的最大、最小及常用流量（主要用于选定仪表公称通径）、被测介质的设计压力（主要用于选定仪表的公称压力等级）、实际工作压力

（主要用于选定仪表压力传感器的压力等级）。

a.当已知被测流量为工况体积流量时，可直接按表中的流量范围选取适配的公称通径；

b.当已知被测流量为标况条件下的体积流量时，应先将标况体积流量QN换算为工况体积流量Qv，再按技术参数表中的流量范围

选取相应的公称通径；

c.当两种口径流量计均能覆盖最低和最高体积流量时，在压力损允许下，应尽量选小口径；

d.勿使实际最小流量Qmin低于所选公称通径流量计的流量下限；e.流量范围、公称压力有特殊要求时可协议订货。

选型计算公式如下：

式中：

T、P、Pa含义同上，Q为体积流量，QN为标准体积流量，

Z/ZN数值列于表2，因计算步长较大，表内数据仅供参考，表中

数据按天然气真实相对密度Gr=0.600，氮气和二氧化碳摩尔分数均为0.00计算。

当介质压力低于0.1MPa。

均可按Z/ZN=1估算。

表2

绝对Zn/Zg温度

压力℃

MPa

-20

-15

-10

-5

-0

0.10

1.0000

0.20

1.0034

1.0032

1.0030

1.0029

1.0027

1.0025

1.0024

1.0023

1.0021

1.0020

0.30

1.0069

1.0065

1.0061

1.0058

1.0055

1.0051

1.0048

1.0046

1.0043

1.0041

0.40

1.0104

1.0098

1.0093

1.0087

1.0082

1.0078

1.0073

1.0069

1.0065

1.0061

0.50

1.0140

1.0132

1.0124

1.0117

1.0110

1.0104

1.0098

1.0092

1.0087

1.0082

1.00

1.0325

1.0305

1.0286

1.0269

1.0253

1.0238

1.0223

1.0210

1.0198

1.0186

1.50

1.0518

1.0485

1.0455

1.0426

1.0400

1.0375

1.0352

1.0331

1.0311

1.0293

2.00

1.0722

1.0674

1.0630

1.0589

1.0551

1.0516

1.0484

1.0454

1.0426

1.0400

2.50

1.0936

1.0872

1.0812

1.0758

1.0708

1.0661

1.0619

1.0580

1.0543

1.0510

3.00

1.1162

1.1078

1.1002

1.0933

1.0869

1.0810

1.0757

1.0707

1.0662

1.0620

3.50

1.1400

1.1295

1.1200

1.1113

1.1035

1.0963

1.0897

1.0837

1.0782

1.0732

4.00

1.1651

1.1521

1.1405

1.1300

1.1205

1.1119

1.1041

1.0969

1.0904

1.0844

4.50

1.1915

1.1758

1.1618

1.1493

1.1380

1.1278

1.1186

1.1103

1.1027

1.0957

5.00

1.2194

1.2005

1.1839

1.1691

1.1559

1.1441

1.1334

1.1238

1.1150

1.1071

5.50

1.2486

1.2262

1.2067

1.1895

1.1742

1.1606

1.1484

1.1374

1.1274

1.1185

6.00

1.2793

1.2530

1.2302

1.2104

1.1928

1.1773

1.1636

1.1510

1.1399

1.1298

6.50

1.3113

1.2806

1.2544

1.2316

1.2117

1.1942

1.1786

1.1647

1.1522

1.1411

7.00

1.3444

1.3091

1.2790

1.2532

1.2308

1.2111

1.1937

1.1783

1.1645

1.1522

7.50

1.3785

1.3381

1.3040

1.2750

1.2499

1.2280

1.2088

1.1918

1.1767

1.1032

8.00

1.4131

1.3673

1.3291

1.2967

1.2689

1.2448

1.2237

1.2051

1.1886

1.1740

绝对Zn/Zg温度

压力℃

MPa

0.10

1.0000

0.20

1.0019

1.0018

1.0017

1.0016

1.0015

1.0014

1.0013

1.0012

1.0011

0.30

1.0038

1.0036

1.0034

1.0032

1.0030

1.0029

1.0027

1.0025

1.0024

1.0023

0.40

1.0058

1.0054

1.0051

1.0048

1.0046

1.0043

1.0041

1.0038

1.0036

1.0034

0.50

1.0077

1.0073

1.0069

1.0065

1.0061

1.0058

1.0055

1.0052

1.0049

1.0046

1.00

1.0176

1.0166

1.0156

1.0147

1.0139

1.0131

1.0124

1.0117

1.0110

1.0104

1.50

1.0275

1.0259

1.0244

1.0232

1.0217

1.0204

1.0193

1.0182

1.0171

1.0162

2.00

1.0376

1.0354

1.0333

1.0313

1.0295

1.0277

1.0261

1.0246

1.0232

1.0245

2.50

1.0478

1.0449

1.0422

1.0396

1.0372

1.0350

1.0329

1.0310

1.0292

1.0274

3.00

1.0581

1.0545

1.0511

1.0480

1.0450

1.0423

1.0397

1.0373

1.0351

1.0330

3.50

1.0685

1.0641

1.0600

1.0563

1.0528

1.0495

1.0464

1.0436

1.0409

1.0384

4.00

1.0789

1.0737

1.0690

1.0646

1.0605

1.0567

1.0531

1.0498

1.0467

1.0438

4.50

1.0894

1.0834

1.0779

1.0728

1.0681

1.0638

1.0597

1.0559

1.0523

1.0490

5.00

1.0998

1.0930

1.0868

1.0811

1.0757

1.0708

1.0662

1.0619

1.0579

1.0542

5.50

1.1103

1.1026

1.0959

1.0892

1.0832

1.0777

1.0726

1.0678

1.0633

1.0952

6.00

1.1207

1.1122

1.1044

1.0972

1.0906

1.0845

1.0788

1.0736

1.0687

1.0641

6.50

1.1310

1.1216

1.1130

1.1051

1.0979

1.0912

1.0850

1.0792

1.0738

1.0689

7.00

1.1411

1.1309

1.1215

1.1129

1.1050

1.0977

1.0910

1.0847

1.0789

1.0735

7.50

1.1511

1.1400

1.1298

1.1205

1.1120

1.1041

1.0968

1.0900

1.0838

1.0780

8.00

1.1609

1.1489

1.1380

1.1279

1.1187

1.1103

1.1024

1.0952

1.0885

1.0823

4.2流量计外形尺寸及安装外形尺寸图

流量计的外形尺寸如图3所示，图中未注尺寸列于表1中，流

量计采用法兰连接方式，法兰尺寸执行GB/T9112~9113-2000标准。

型号

公称通径DN

流量计长度A

PN1.6~4.0MPa

HW-25

200

305

125

HW-32

200

320

140

100

HW-50

230

330

165

125

HW-80

330

360

200

160

132

PN1.6MPa

※PN2.5~4.0MPa

HW-100

100

410

376

220

180

156

390

235

190

156

HW-150

150

570

430

285

240

211

450

300

250

211

PN1.6MPa

PN2.5MPa

※PN4.0MPa

HW-200

200

700

470

340

295

266

490

360

310

274

510

375

320

284

表3单位：

注：

※为特殊规格要求。

4.3流量计安装

4.3.1流量计的安装流量计安装时，严禁在其进出口法兰处直接进行电焊，以免烧坏流量计内部零件；对于新安装或检修后的管道务必进行清扫，去除管道中的杂物后方能安装流量计；流量计应安装在便于维修、无强电磁场干扰、无强烈机械振动以及热辐射影响的场所；流量计不宜用在流量频繁中断和有强烈脉动流或压力脉动的场合；流量计室外安装时，上部应有遮盖物，以防雨水浸入和烈日曝晒影响流量计使用寿命；流量计可任意角度安装，流体的流向应与流量计上标识的流向一致；在管道施工中，应考虑安装伸缩管或波纹管，以免对流量计造成严重的拉伸或断裂；流量计应与管道同轴安装，并防止密封片和黄油进入管道内腔；采用外电源时，流量计必须有可靠接地，不得与强电系统共用地线，在管道安装或检修时，不得把电焊系统的地线与流量计搭接；为了不影响流体正常输送和便于维护，要求按图4所示安装旁通管道，并保证前≥3DN、后≥1DN的直管段；

4.3.2直管段要求

根据旋进旋涡流量计的工作原理和流量计对上、下游直管段要求，对各种上游阻力件，建议采用如下图所列的前后直管段长度，且保持直管段内壁光滑平直。

说明

图示

保证其上游侧的直管段长度至少为3D，其下游侧的直管段长度至少为2D。

示意图见Ⅰ。

（D：

旋进旋涡流量计的公称通径）

弯管：

对于弯管，要保证其上游侧的直管段长度至少为3D，其下游侧的直管段长度至少为2D。

示意图见

缩管：

对于缩管，要保证其上游侧的直管段长度至少为3D，其下游侧的直管段长度至少为2D。

示意图见

扩管：

对于扩管，要保证其上游侧的直管段长度至少为3D，其下游侧的直管段长度至少为2D。

示意图见

阀门：

如果上游侧有阀门，那么要保证

其上游侧的直管段长度至少为

5D，其下游侧的直管段长度至少为2D。

示意图见Ⅴ。

4.3.3安装注意事项

★传感器按流向标志可在垂

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