一体化靶式流量计

一体化靶式流量计概述

靶式流量计采用了最新型电容式力传感器作为测量和敏感传递元件，同时应用了最新数字技术和微电子技术，是一款适用于高粘度、低雷诺数及含有微小颗粒的流体和气体测量的智能流量计。采用电容式力传感器是该产品真正实现高精度、高稳定性的关键所在。靶式流量计既具有传统孔板、涡街等流量计无可动部件的特点，同时又具有与容积式流量计相媲美的测量准确度，加之其特有的抗干扰、抗杂质性能，除能替代常规流量计及常规流体流量测量外，尤其在高粘度、易堵卡、高温、高压、强腐蚀等流量计量困难的工况中具有很好的应用价值，目前已广泛应用于钢铁、石油、天然气、电力、造纸、化工、能源、食品、环保等各个领域的流量测量。

一体化靶式流量计工作原理

当介质在测量管中流动时，因其自身的动能通过阻流件（靶片）时而产生的压差，并对阻流件有一作用力，其作用力的大小与介质流速的平方成正比。阻流件（靶片）接受的作用力F，经刚性连接的传递件（测杆）传至双电容传感器，双电容传感器产生电容差经高精度AD芯片进行处理，直接输出数字信号，由此，通过AD转换及计算机处理后，即可得到相应的瞬时流量和累积总量，其工作原理见示意（图1）：

一体化靶式流量计结构

电容式靶式流量计主要由测量管（外壳）、双电容传感器（含阻流元件）、积算显示和输出部分组成。根据不同的介质和工况，必须选用相适应的双电容传感器，因此，用户提供准确的计量对象及参数，生产厂家选用合适的电容力传感器是产品能否计量准确的关键。其结构如右（图2）：

一体化靶式流量计特点

1.采用大屏液晶显示，可同时显示多组参量，读数更直观；

2.整台仪表在设计中无可动部件，插入式结构，拆卸方便；

3.可选用多种防腐及耐高低温材质（如哈氏合金，钛等）；

4.整机可做成全密封无死角（焊接形式），无任何泄漏点，可耐42MPa高压；

5.仪表内设自检程序，故障现象一目了然；

6.传感器不与被测介质接触，不存在零部件磨损，使用安全可靠；

7.具有多种安装方式供选择，如选择在线插入式，安装费用低；

8.具有一体化温度、压力补偿，直接输出质量或标方；

9.具有可选小信号切除、非线性修正、滤波时间可选择；

10.能准确测量各种常温、高温500度、低温-200度工况下的气体、液体流量；

11.计量准确，精度可达到0.2%；

12.重复性好，一般为0.05～0.08%，测量快递；

13.压力损失小，仅为标准孔板的1/2△P左右；

14.抗干扰，抗杂质能力特强；

15.可根据实际需要更换阻流件（靶片）而改变流量范围；

16.安装简单方便，极易维护；

17.多种输出形式，能远传各种参数；

18.抗震动性强，一定范围内可测脉动流。

一体化靶式流量计技术指标

一体化靶式流量计流量范围

一体化靶式流量计外形及尺寸

连接短管及法兰公称直径气体采用DN100mm，液体采用DN50mm，法兰规格采用国标1.6MPa、2.5MPa、4.0MPa，密封面形式RF。

连接法兰规格

a、法兰规格：公称压力0.6MPa～42.0MPa；

b、法兰尺寸主要采用国家标准GB/T系列，并可采用化工行业标准HG系列、机械行业标准JB/T系列，也可协商提供按照客户要求的法兰。

一体化靶式流量计的安装及要求

1.流量计的安装

高温型（80度至500度）、常温型（-30度至70度）、低温型（-200度至-40度）

a.常温型、低温型、高温型流量计视不同工况采用水平、垂直或倒置式安装（以出厂效验单为准）；

b.介质工作温度在300度以上时，用户应对流量计壳体采取隔热措施防止热辐射损坏表头（表头工作温度为-30至70度），同理工作温度-100度以下的介质，也要采取防冻措施；

c.为保证流量计准确计量，要求设置前后直管段；（图8）

d.为保证流量计在检查及更换时不影响系统工作，应尽量设置旁通阀（3）及切断阀（1、2）；（图8）

e.因工艺需要可采用垂直安装，被测介质流向可由下至上，也可由上至下，但订购时应向供货方说明；

f.流量计口径与相连的管道口径尺寸尽量相同，以减少流动干扰，造成计量误差；

g.法兰式和夹装式流量计安装时，应注意法兰之间密封垫片内孔尺寸大于流量计和工艺管道通径6-8mm及否同轴，以避免因其产生干扰流而影响计量精确度；

h.插入式流量计安装时，将短管及法兰焊到管道上时必须确保流体正对着靶片受力面，焊接短管高度在100mm（从管道内壁至法兰密封面的距离）；（图9）

i.对于新完工的工艺管道，应先进行初步吹扫后再安装流量计；

j.测量管外壁上箭头所指方向为被测介质流向；

k.流量计壳体必须可靠接地，若无接地条件应向厂方说明；

l.流量计连接法兰规格执行GB/T系列标准，也可以根据用户要求特殊加工（以出厂效验单为准）。

1、2、3分别为前后阀和旁通阀；4为流量计，L≥10D和L≥5D分别为前后直管段长度，D为管道公称直径。

2.流量计设置零点

注：（流量计安装后必须先进置零操作）

由于电容式力传感器及阻流件有自重，在流量计安装时不在水平方位状况下，需要重新设置流量计零点。

操作程序为：（也可在管道内无介质流动时直接置零，高温型及低温型流量计必须使管道内温度达到工作温度后置零）

a.关闭流量计下游的阀门；

b.缓慢打开流量计上游阀门，使流量计充满介质；

c.缓慢打开流量计下游阀门，使流量计运行10分钟左右；

d.关闭流量计上、下游阀门，并确定管道内流量为零；

e.用白纸或手指按在“ZERO”位置不小于3S；见（图10）

注意事项

不允许直接在流量计测量管前后端安装阀门、弯头等极大改变流体流态的部件。

如果需要在流量计前后管道上安装阀门、弯头等部件也应尽量保证前后直管段长度。

一体化靶式流量计接线

a、24V供电型

1.24V供电型流量可具备多种输出方式，

a.电流输出：4～20mA；电源：16-32VDC，二线制；

b.脉冲输出：0～1000Hz；内阻1000Ω；电源：16-32VDC；10mA（带背光20mA）；

c.RS485接口：电源：16-32VDC；10mA（带背光20mA）；

d.电流输出+HART：4～20mA；电源：16-32VDC，二线制；

2.电流输出特性（图4）

以上图中Imin为流量计最小显示流量所对应的电流输出值，其输出值的大小为：

同理：可计算出满量程输出范围内任-输出电流及对应流量值。

3.0～1000HZ脉冲输出特性（图5）

4.仪表接线

a.流量计信号输出线电气连接口规格为：M20×1.5

b.4～20mA电流输出为二线制（图6）

c.脉冲输出为三线制（图7）

b、3.6V电池供电型

3.6V电池供电型的流量计，无法显示电池的容量，当电池电压越来越低时，显示会慢慢变模糊，应马上更换电池。更换电池应为相同技术参数的电池，我公司电池可使用两年。（可向我厂咨询或购买）

为提高电池的使用时间，可通过修改滤波系数LP参数，该值设置越大，则代表可以使用更长时间，但流量计采集速度将会变慢。

一体化靶式流量计功能介绍

1.温压补偿

靶式流量计所测量的流量为体积流量，当所测介质密度受温度、压力变化的影响较大时（如气体类），流量计测量的结果将会产生较大误差，为了得到较高的测量精度，需要实时采集温度、压力参数，并计算出实时工况的介质密度，从而可得到准确的质量流量。

2.流量非线性修正

为提高流量计的测量精度，采用插值算法自动对流量系数进行校正，可精度的校正流量计的线性误差。

流量计可设置9个流量修正系数，分别对10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%的测量点，所有修正系数值默认小数后3位，均为流量系数C1为基础。

修正方法：实际流量系数=（*C）×C1/1000；

举例：2C=1010,3C=1004，当前瞬时流量是满程的25%，进行插值算法，则25%点的修正系数为1007；

实际流量系数=C1×（1007/1000）；

3.温度修正

当流量计具备温度补偿时，所以安装位置、引线等可能存在测量误差，当出现此种情况时，可通过温度修正值进行修正，修正计算方法如下：

测量结果=采集温度-（1000-修正值oS）/10

举例：标准温度为250℃，但流量计显示251.3℃，则代入公式计算得到

250=251.3-（1000-修正值oS）/10   则oS=987；

标准温度为270℃，但流量计显示268.3℃，则代入公式计算得到

270=268.3-（1000-修正值oS）/10   则oS=1017；

一体化靶式流量计危险场所安装和防爆型产品的注意事项

电容式靶式流量计（以下简称流量计）防爆型产品，经国家防爆电气产品质量监督检验中心（CQST）检验，符合GB3836.1-2000 GB3836.1-2000《爆炸性气体环境用电气设备 第1部分：通用要求》，GB3836.2-2000 GB3836.2-2000《爆炸性气体环境用电气设备 第2部分：隔爆型“d”》及GB3836.4-2000《爆炸性气体环境用电气设备 第4部分：本质安全型“i”》标准规定的要求，产品防爆标志为ExdⅡCT4、ExiaⅡCT4。

1.流量计在下列环境条件下应能正常工作

a.大气气压：86～106KPa

b.周围环境温度：-20℃～+60℃（8oF-140oF）

c.周围环境相对湿度：≤95%RH（+25℃）

d.隔爆型流量计可适用于含有ⅡA、ⅡB、ⅡC级T1～T4组爆炸性气体混合物的1区、2区的危险场所；

e.本安型流量计可适用于含有ⅡA、ⅡB、ⅡC级T1～T4组爆炸性气体混合物的0区、1区、2区的危险场所；

2.用户在安装使用流量计时应注意下列事项

（安装前须进行下列各项检查，如不符合要求，则不准投入使用）

a.有防爆标志和防爆合格证编号，并与电容式靶式流量计的使用场所要求一致；

b.隔爆外壳各零部件联接正确，紧固可靠；

c.所有隔爆零件应无裂纹和影响隔爆性能的缺陷；

d.用户在使用流量计时应可靠接地；

e.隔爆型产品在现场使用，维护时必须遵守“严禁带电开盖”的原则；拆装时，注意保护隔爆面和螺纹隔爆面不得磕碰和划伤。

f.用户不得自行随意更换产品的电气元件及系统配接状态；

g.隔爆型产品的引入电缆最小外径为φ6mm；

h.产品有冗余引入口，必须用我公司提供的堵头堵封。

i.防爆产品使用一定周期后，必须更换老化件。如电缆引入装置密封圈老化变质时应及时更换，我公司有配件，须在我公司购买。

3.本安型防爆产品还应注意

a.本产品符合GB3836.1-2000《爆炸性气体环境用电气设备 第1部分：通用要求》、GB3836.4-2000《爆炸性气体环境用电气设备 第4部分：本质安全型“i”》标准，防爆标志为：ExiaⅡCT4，它适用于0区、1区、2区，含有ⅡA～ⅡC类爆炸性气体混合物场所。

b.本安参数：Ui=28VDC，Ii=93mA，Po=0.65W，Ci=0.045uF，Li=0.33mH；

c.产品安装应按照GB3836.15-2000《爆炸性气体环境用电气设备 第15部分：危险场所电气安装（煤矿除外）》的有关规定进行。并由专业人员负责安装。经过防爆认证合格的产品。不允许随意更换或改动影响防爆性能的元器件和结构。

d.本产品必须与取得防爆合格证安全栅同时使用，安全栅须装在安全场所，其安装、使用、维护必须遵守安全栅使用说明书；

e.当产品用于连接爆炸性环境0区的本安型产品时，向安全栅供电的电源变压器须符合GB3836.4-2000标准第8.1条款要求。

f.本安系统接线（图11）

g.安全场所[Exia]ⅡC   危险场所 ExiaⅡCT4

h.本安系统参数都必须遵循如下匹配原则：Uo≤Ui；Io≤Ii；Po≤Pi；Cc≤Co-Ci；Lc≤Lo-Li

Cc、Lc：安全栅到本安产品之间连接电缆（或导线）允许总的最大分布电容和电感，Uo：安全栅的最高输出电压，Io：安全栅的最大输出电流，Po：安全栅的最大输出功率，Lo：安全栅允许的最大外部电感，Co：安全栅允许的最大外部电容；Ui：本安产品的最高输入电压，Ii：本安产品的最大输入电流，Pi：本安产品的最大输入功率，Li：本安产品的最大内部电感，Ci：本安产品的最大内部电容。符号详细意义见GB3836.4-2000标准。