靶式氣體流量計概述

靶式流量計采用了*新型電容式力傳感器作為測量和敏感傳遞元件，同時應(yīng)用了*新數(shù)字技術(shù)和微電子技術(shù)，是一款適用于高粘度、低雷諾數(shù)及含有微小顆粒的流體和氣體測量的智能流量計。采用電容式力傳感器是該產(chǎn)品真正實現(xiàn)高精度、高穩(wěn)定性的關(guān)鍵所在。靶式流量計既具有傳統(tǒng)孔板、渦街等流量計無可動部件的特點，同時又具有與容積式流量計相媲美的測量準(zhǔn)確度，加之其特有的抗干擾、抗雜質(zhì)性能，除能替代常規(guī)流量計及常規(guī)流體流量測量外，尤其在高粘度、易堵卡、高溫、高壓、強腐蝕等流量計量困難的工況中具有很好的應(yīng)用價值，目前已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、天然氣、電力、造紙、化工、能源、食品、環(huán)保等各個領(lǐng)域的流量測量。

靶式氣體流量計工作原理

當(dāng)介質(zhì)在測量管中流動時，因其自身的動能通過阻流件（靶片）時而產(chǎn)生的壓差，并對阻流件有一作用力，其作用力的大小與介質(zhì)流速的平方成正比。阻流件（靶片）接受的作用力F，經(jīng)剛性連接的傳遞件（測桿）傳至雙電容傳感器，雙電容傳感器產(chǎn)生電容差經(jīng)高精度AD芯片進行處理，直接輸出數(shù)字信號，由此，通過AD轉(zhuǎn)換及計算機處理后，即可得到相應(yīng)的瞬時流量和累積總量，其工作原理見示意（圖1）：

靶式氣體流量計結(jié)構(gòu)

電容式靶式流量計主要由測量管（外殼）、雙電容傳感器（含阻流元件）、積算顯示和輸出部分組成。根據(jù)不同的介質(zhì)和工況，必須選用相適應(yīng)的雙電容傳感器，因此，用戶提供準(zhǔn)確的計量對象及參數(shù)，生產(chǎn)廠家選用合適的電容力傳感器是產(chǎn)品能否計量準(zhǔn)確的關(guān)鍵。其結(jié)構(gòu)如右（圖2）：

靶式氣體流量計特點

1.采用大屏液晶顯示，可同時顯示多組參量，讀數(shù)更直觀；

2.整臺儀表在設(shè)計中無可動部件，插入式結(jié)構(gòu)，拆卸方便；

3.可選用多種防腐及耐高低溫材質(zhì)（如哈氏合金，鈦等）；

4.整機可做成全密封無死角（焊接形式），無任何泄漏點，可耐42MPa高壓；

5.儀表內(nèi)設(shè)自檢程序，故障現(xiàn)象一目了然；

6.傳感器不與被測介質(zhì)接觸，不存在零部件磨損，使用安全可靠；

7.具有多種安裝方式供選擇，如選擇在線插入式，安裝費用低；

8.具有一體化溫度、壓力補償，直接輸出質(zhì)量或標(biāo)方；

9.具有可選小信號切除、非線性修正、濾波時間可選擇；

10.能準(zhǔn)確測量各種常溫、高溫500度、低溫-200度工況下的氣體、液體流量；

11.計量準(zhǔn)確，精度可達到0.2%；

12.重復(fù)性好，一般為0.05～0.08%，測量快遞；

13.壓力損失小，僅為標(biāo)準(zhǔn)孔板的1/2△P左右；

14.抗干擾，抗雜質(zhì)能力特強；

15.可根據(jù)實際需要更換阻流件（靶片）而改變流量范圍；

16.安裝簡單方便，*易維護；

17.多種輸出形式，能遠傳各種參數(shù)；

18.抗震動性強，一定范圍內(nèi)可測脈動流。

靶式氣體流量計技術(shù)指標(biāo)

靶式氣體流量計外形及尺寸

連接短管及法蘭公稱直徑氣體采用DN100mm，液體采用DN50mm，法蘭規(guī)格采用國標(biāo)1.6MPa、2.5MPa、4.0MPa，密封面形式RF。

連接法蘭規(guī)格

a、法蘭規(guī)格：公稱壓力0.6MPa～42.0MPa；

b、法蘭尺寸主要采用**標(biāo)準(zhǔn)GB/T系列，并可采用化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG系列、機械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T系列，也可協(xié)商提供按照客戶要求的法蘭。

靶式氣體流量計的安裝及要求

1.流量計的安裝

高溫型（80度至500度）、常溫型（-30度至70度）、低溫型（-200度至-40度）

a.常溫型、低溫型、高溫型流量計視不同工況采用水平、垂直或倒置式安裝（以出廠效驗單為準(zhǔn)）；

b.介質(zhì)工作溫度在300度以上時，用戶應(yīng)對流量計殼體采取隔熱措施防止熱輻射損壞表頭（表頭工作溫度為-30至70度），同理工作溫度-100度以下的介質(zhì)，也要采取防凍措施；

c.為保證流量計準(zhǔn)確計量，要求設(shè)置前后直管段；（圖8）

d.為保證流量計在檢查及更換時不影響系統(tǒng)工作，應(yīng)盡量設(shè)置旁通閥（3）及切斷閥（1、2）；（圖8）

e.因工藝需要可采用垂直安裝，被測介質(zhì)流向可由下至上，也可由上至下，但訂購時應(yīng)向供貨方說明；

f.流量計口徑與相連的管道口徑尺寸盡量相同，以減少流動干擾，造成計量誤差；

g.法蘭式和夾裝式流量計安裝時，應(yīng)注意法蘭之間密封墊片內(nèi)孔尺寸大于流量計和工藝管道通徑6-8mm及否同軸，以避免因其產(chǎn)生干擾流而影響計量精確度；

h.插入式流量計安裝時，將短管及法蘭焊到管道上時必須確保流體正對著靶片受力面，焊接短管高度在100mm（從管道內(nèi)壁至法蘭密封面的距離）；（圖9）

i.對于新完工的工藝管道，應(yīng)先進行初步吹掃后再安裝流量計；

j.測量管外壁上箭頭所指方向為被測介質(zhì)流向；

k.流量計殼體必須可靠接地，若無接地條件應(yīng)向廠方說明；

l.流量計連接法蘭規(guī)格執(zhí)行GB/T系列標(biāo)準(zhǔn)，也可以根據(jù)用戶要求特殊加工（以出廠效驗單為準(zhǔn)）。

1、2、3分別為前后閥和旁通閥；4為流量計，L≥10D和L≥5D分別為前后直管段長度，D為管道公稱直徑。

2.流量計設(shè)置零點

注：（流量計安裝后必須先進置零操作）

由于電容式力傳感器及阻流件有自重，在流量計安裝時不在水平方位狀況下，需要重新設(shè)置流量計零點。

操作程序為：（也可在管道內(nèi)無介質(zhì)流動時直接置零，高溫型及低溫型流量計必須使管道內(nèi)溫度達到工作溫度后置零）

a.關(guān)閉流量計下游的閥門；

b.緩慢打開流量計上游閥門，使流量計充滿介質(zhì)；

c.緩慢打開流量計下游閥門，使流量計運行10分鐘左右；

d.關(guān)閉流量計上、下游閥門，并確定管道內(nèi)流量為零；

e.用白紙或手指按在“ZERO”位置不小于3S；見（圖10）

注意事項

不允許直接在流量計測量管前后端安裝閥門、彎頭等*大改變流體流態(tài)的部件。

如果需要在流量計前后管道上安裝閥門、彎頭等部件也應(yīng)盡量保證前后直管段長度。

靶式氣體流量計接線

a、24V供電型

1.24V供電型流量可具備多種輸出方式，

a.電流輸出：4～20mA；電源：16-32VDC，二線制；

b.脈沖輸出：0～1000Hz；內(nèi)阻1000Ω；電源：16-32VDC；10mA（帶背光20mA）；

c.RS485接口：電源：16-32VDC；10mA（帶背光20mA）；

d.電流輸出+HART：4～20mA；電源：16-32VDC，二線制；

2.電流輸出特性（圖4）

以上圖中Imin為流量計*小顯示流量所對應(yīng)的電流輸出值，其輸出值的大小為：

同理：可計算出滿量程輸出范圍內(nèi)任-輸出電流及對應(yīng)流量值。

3.0～1000HZ脈沖輸出特性（圖5）

4.儀表接線

a.流量計信號輸出線電氣連接口規(guī)格為：M20×1.5

b.4～20mA電流輸出為二線制（圖6）

c.脈沖輸出為三線制（圖7）

b、3.6V電池供電型

3.6V電池供電型的流量計，無法顯示電池的容量，當(dāng)電池電壓越來越低時，顯示會慢慢變模糊，應(yīng)**更換電池。更換電池應(yīng)為相同技術(shù)參數(shù)的電池，我公司電池可使用兩年。（可向我廠咨詢或購買）

為提高電池的使用時間，可通過修改濾波系數(shù)LP參數(shù)，該值設(shè)置越大，則代表可以使用更長時間，但流量計采集速度將會變慢。

靶式氣體流量計功能介紹

1.溫壓補償

靶式流量計所測量的流量為體積流量，當(dāng)所測介質(zhì)密度受溫度、壓力變化的影響較大時（如氣體類），流量計測量的結(jié)果將會產(chǎn)生較大誤差，為了得到較高的測量精度，需要實時采集溫度、壓力參數(shù)，并計算出實時工況的介質(zhì)密度，從而可得到準(zhǔn)確的質(zhì)量流量。

2.流量非線性修正

為提高流量計的測量精度，采用插值算法自動對流量系數(shù)進行校正，可精度的校正流量計的線性誤差。

流量計可設(shè)置9個流量修正系數(shù)，分別對10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%的測量點，所有修正系數(shù)值默認小數(shù)后3位，均為流量系數(shù)C1為基礎(chǔ)。

修正方法：實際流量系數(shù)=（*C）×C1/1000；

舉例：2C=1010,3C=1004，當(dāng)前瞬時流量是滿程的25%，進行插值算法，則25%點的修正系數(shù)為1007；

實際流量系數(shù)=C1×（1007/1000）；

3.溫度修正

當(dāng)流量計具備溫度補償時，所以安裝位置、引線等可能存在測量誤差，當(dāng)出現(xiàn)此種情況時，可通過溫度修正值進行修正，修正計算方法如下：

測量結(jié)果=采集溫度-（1000-修正值oS）/10

舉例：標(biāo)準(zhǔn)溫度為250℃，但流量計顯示251.3℃，則代入公式計算得到

250=251.3-（1000-修正值oS）/10   則oS=987；

標(biāo)準(zhǔn)溫度為270℃，但流量計顯示268.3℃，則代入公式計算得到

270=268.3-（1000-修正值oS）/10   則oS=1017；

靶式氣體流量計危險場所安裝和防爆型產(chǎn)品的注意事項

電容式靶式流量計（以下簡稱流量計）防爆型產(chǎn)品，經(jīng)**防爆電氣產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心（CQST）檢驗，符合GB3836.1-2000 GB3836.1-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 *1部分：通用要求》，GB3836.2-2000 GB3836.2-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 *2部分：隔爆型“d”》及GB3836.4-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 *4部分：本質(zhì)安全型“i”》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求，產(chǎn)品防爆標(biāo)志為ExdⅡCT4、ExiaⅡCT4。

1.流量計在下列環(huán)境條件下應(yīng)能正常工作

a.大氣氣壓：86～106KPa

b.周圍環(huán)境溫度：-20℃～+60℃（8oF-140oF）

c.周圍環(huán)境相對濕度：≤95%RH（+25℃）

d.隔爆型流量計可適用于含有ⅡA、ⅡB、ⅡC級T1～T4組爆炸性氣體混合物的1區(qū)、2區(qū)的危險場所；

e.本安型流量計可適用于含有ⅡA、ⅡB、ⅡC級T1～T4組爆炸性氣體混合物的0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)的危險場所；

2.用戶在安裝使用流量計時應(yīng)注意下列事項

（安裝前須進行下列各項檢查，如不符合要求，則不準(zhǔn)投入使用）

a.有防爆標(biāo)志和防爆合格證編號，并與電容式靶式流量計的使用場所要求一致；

b.隔爆外殼各零部件聯(lián)接正確，緊固可靠；

c.所有隔爆零件應(yīng)無裂紋和影響隔爆性能的缺陷；

d.用戶在使用流量計時應(yīng)可靠接地；

e.隔爆型產(chǎn)品在現(xiàn)場使用，維護時必須遵守“嚴禁帶電開蓋”的原則；拆裝時，注意保護隔爆面和螺紋隔爆面不得磕碰和劃傷。

f.用戶不得自行隨意更換產(chǎn)品的電氣元件及系統(tǒng)配接狀態(tài)；

g.隔爆型產(chǎn)品的引入電纜*小外徑為φ6mm；

h.產(chǎn)品有冗余引入口，必須用我公司提供的堵頭堵封。

i.防爆產(chǎn)品使用一定周期后，必須更換老化件。如電纜引入裝置密封圈老化變質(zhì)時應(yīng)及時更換，我公司有配件，須在我公司購買。

3.本安型防爆產(chǎn)品還應(yīng)注意

a.本產(chǎn)品符合GB3836.1-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 *1部分：通用要求》、GB3836.4-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 *4部分：本質(zhì)安全型“i”》標(biāo)準(zhǔn)，防爆標(biāo)志為：ExiaⅡCT4，它適用于0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)，含有ⅡA～ⅡC類爆炸性氣體混合物場所。

b.本安參數(shù)：Ui=28VDC，Ii=93mA，Po=0.65W，Ci=0.045uF，Li=0.33mH；

c.產(chǎn)品安裝應(yīng)按照GB3836.15-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 *15部分：危險場所電氣安裝（煤礦除外）》的有關(guān)規(guī)定進行。并由專業(yè)人員負責(zé)安裝。經(jīng)過防爆認證合格的產(chǎn)品。不允許隨意更換或改動影響防爆性能的元器件和結(jié)構(gòu)。

d.本產(chǎn)品必須與取得防爆合格證安全柵同時使用，安全柵須裝在安全場所，其安裝、使用、維護必須遵守安全柵使用說明書；

e.當(dāng)產(chǎn)品用于連接爆炸性環(huán)境0區(qū)的本安型產(chǎn)品時，向安全柵供電的電源變壓器須符合GB3836.4-2000標(biāo)準(zhǔn)*8.1條款要求。

f.本安系統(tǒng)接線（圖11）

g.安全場所[Exia]ⅡC   危險場所 ExiaⅡCT4

h.本安系統(tǒng)參數(shù)都必須遵循如下匹配原則：Uo≤Ui；Io≤Ii；Po≤Pi；Cc≤Co-Ci；Lc≤Lo-Li

Cc、Lc：安全柵到本安產(chǎn)品之間連接電纜（或?qū)Ь€）允許總的*大分布電容和電感，Uo：安全柵的*高輸出電壓，Io：安全柵的*大輸出電流，Po：安全柵的*大輸出功率，Lo：安全柵允許的*大外部電感，Co：安全柵允許的*大外部電容；Ui：本安產(chǎn)品的*高輸入電壓，Ii：本安產(chǎn)品的*大輸入電流，Pi：本安產(chǎn)品的*大輸入功率，Li：本安產(chǎn)品的*大內(nèi)部電感，Ci：本安產(chǎn)品的*大內(nèi)部電容。符號詳細意義見GB3836.4-2000標(biāo)準(zhǔn)。