一、概述

智能旋進旋渦流量計是我公司開發(fā)研制的具有國內(nèi)水平的新型氣體流量儀表。該流量計集流量、溫度、壓力檢測功能于一體，并能進行溫度、壓力、壓縮因子自動補償，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

• 無機械可動部件，不易腐蝕，穩(wěn)定可靠，壽命長，長期運行無須特殊維護；
• 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(nèi)置式組合,使結(jié)構(gòu)更加緊湊，可直接測量流體的流量、壓力和溫度，并自動實時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，并抑制由管線振動引起的干擾；
• 采用國內(nèi)的智能抗震技術(shù)，有效的抑制了震動和壓力波動造成的干擾信號；
• 采用漢字點陣顯示屏，顯示位數(shù)多，讀數(shù)直觀方便，可直接顯示工作狀態(tài)下的體積流量、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量、總量，以及介質(zhì)壓力、溫度等參數(shù)；
• 采用EEPROM技術(shù)，參數(shù)設(shè)置方便，可保存，并可保存長達一年的歷史數(shù)據(jù)；
• 轉(zhuǎn)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(shù)報警輸出，可由用戶任選其中之一；
• 流量計表頭可360度旋轉(zhuǎn)，安裝使用簡單方便；
• 配合本公司的FM型數(shù)據(jù)采集器，可通過因特網(wǎng)或者電話網(wǎng)絡(luò)進行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)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(nèi)電池供電，也可外接電源。

1.2主要用途

智能旋進旋渦流量計可廣泛應(yīng)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(mào)易計量的產(chǎn)品。

二、 結(jié)構(gòu)與工作原理

2.1流量計結(jié)構(gòu)

流量計由以下七個基本部件組成（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)生強烈的旋渦流。

⒉ 殼體

本身帶有法蘭，并有一定形狀的流體通道，根據(jù)不同的工作壓力，殼體材料可采用鑄鋁合金或不銹鋼。          (圖1)

⒊ 智能流量計積算儀（原理見圖3）

由溫度、壓力檢測模擬通道、流量檢測數(shù)字通道以及 微處理單元、液晶驅(qū)動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(nèi)，其電阻值與溫度成對應(yīng)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發(fā)生預(yù)期變化，因此在一定激勵電流作用下，其兩個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，可檢測出旋渦進動的頻率信號。

⒎ 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似文丘利管的型線（圖2）。在入口側(cè)安放一組螺旋型導(dǎo)流葉片，當(dāng)流體進入流量傳感器時，導(dǎo)流葉片迫使流體產(chǎn)生劇烈的旋渦流。當(dāng)流體進入擴散段時，旋渦流受到回流的作用，開始作二次旋轉(zhuǎn)，形成陀螺式的渦流進動現(xiàn)象。該進動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(zhuǎn)進動頻率就能在較寬的流量范圍內(nèi)獲得良好的線性度。信號經(jīng)前置放大器放大、濾波、整形轉(zhuǎn)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行積算處理，后在液晶顯示屏上顯示出測量結(jié)果(瞬時流量、累積流量及溫度、壓力數(shù)據(jù))。

2.3流量積算儀工作原理

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)方程進行溫壓補償，并自動進行壓縮因子修正，氣態(tài)方程如下：

式中：

Q_N ——標(biāo)況下的體積流量(m³/h)；

Q_V ——工況下的體積流量(m³/h；

Pa ——當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ↘Pa）；

P ——流量計取壓孔測量的表壓（KPa）；

P_N ——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的大氣壓力（101.325 KPa）；

T_N ——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的溫度（293.15K）；

T ——被測流體的溫度（K）；

Z_N ——氣體在標(biāo)況下的壓縮系數(shù)；

Z ——氣體在工況下的壓縮系數(shù)；

注：當(dāng)用鐘罩或負(fù)壓標(biāo)定時取Z_N/Z=1，對天然氣(Z_N/Z)^1/2=F_Z為超壓縮因子。按中國石油天然氣總公司的標(biāo)準(zhǔn)SY／T6143－1996中的公式計算。

三、主要技術(shù)參數(shù)與功能

3.1流量計規(guī)格、基本參數(shù)和性能指標(biāo)（見表1）

（表1）