一、天然氣腰輪流量計概述
天然氣腰輪流量計是一種高精度、高可靠性、寬范圍度的氣體監(jiān)測和計量儀表。
智能天然氣腰輪流量計是在腰輪流量計基礎(chǔ)上集成流量、溫度、壓力傳感器和智能化儀表的新型流量計。
智能天然氣腰輪流量計氣體是測量天燃氣、城市煤氣、丙烷、氮氣、工業(yè)惰性氣體等非腐蝕性氣體的的理想儀表。
天然氣腰輪流量計產(chǎn)品的主要特點
寬量程：
根據(jù)不同規(guī)格，zui高范圍度可達到1:216
低始動流量：
根據(jù)不同規(guī)格，zui低始動流量可達到0.04m3/h。
高精度、高重復(fù)性：
長期精度不受介質(zhì)的影響，長期運行，精度穩(wěn)定。
壓力損失小：
根據(jù)不同規(guī)格，壓力損失為0.08kPa-0.58kPa。
高集成度，低功耗
采用*的微機技術(shù)與高性能的集成芯片，整機功能強大，性能*.
結(jié)構(gòu)緊湊：
壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器全部內(nèi)置，使結(jié)構(gòu)更加緊湊。
數(shù)字壓力溫度傳感器
數(shù)字溫度傳感器和數(shù)字壓力傳感器配置，單獨校準(zhǔn)與檢定，更換、維護和使用方便。
分段修正
按流量頻率信號，可將儀表系數(shù)分六段自動進行線性修正，提高儀表的寬范圍精度.
完整數(shù)據(jù)存儲功能，
采用E2PROM數(shù)據(jù)存儲芯片，保存用戶參數(shù)、廠家參數(shù)，及時的數(shù)據(jù)保存功能，可防止突然掉電時數(shù)據(jù)丟失，在停電狀態(tài)下，內(nèi)部參數(shù)可長久性保存。
基本輸出完整。
智能流量計帶有基表脈沖輸出、工況或標(biāo)況脈沖信號輸出，和標(biāo)定脈沖輸出。RS485接口輸出，也可根據(jù)用戶需要輸出4～20mA標(biāo)準(zhǔn)模擬信號。
數(shù)據(jù)追溯管理
實時數(shù)據(jù)庫，通過RS-485通訊接口，可查詢分析。
GPRS實時管理系統(tǒng)
本系列中,B型表具有GPRS傳輸功能，可在線、定時長、定點實現(xiàn)傳輸功能，極其容易組建GPRS無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
二、天然氣腰輪流量計結(jié)構(gòu)與工作原理
2.1、智能腰輪流量計由5個部分組成（見圖1）
1） 天然氣腰輪流量計2）流量傳感器 3）壓力傳感器 4）溫度傳感器 5）智能流量積算儀
圖1 智能腰輪流量計組成示意圖
2.2、智能天然氣腰輪流量計的工作原理（見圖2）
智能天然氣腰輪流量計，主要由殼體、共軛轉(zhuǎn)子和智能流量積算儀等部件構(gòu)成。裝于計量室內(nèi)的一對共軛轉(zhuǎn)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(diào)校齒輪使轉(zhuǎn)子保持正確的相對位置。轉(zhuǎn)子間、轉(zhuǎn)子與殼體、轉(zhuǎn)子與墻板間保持工作間隙，實現(xiàn)了連續(xù)的無接觸密封。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)動一周，則輸出四倍計量室有效容積的氣體。其計量過程和工作原理如圖1所示（圖中僅表示了四分之一周期）。
圖2 天然氣腰輪流量計工作原理
三、天然氣腰輪流量計主要技術(shù)參數(shù)與功能
3.1 產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)
本流量計執(zhí)行JB/T 7385-1994 《天然氣腰輪流量計》和JJG633-2005《氣體容積式流量計檢定規(guī)程》的計量技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)， 符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB3836.1-2010 《爆炸性環(huán)境 第1部分：設(shè)備通用要求》和GB3836.4-2010 《爆炸性環(huán)境 第4部分：由本質(zhì)安全“i”保護的設(shè)備 》標(biāo)準(zhǔn)
3.2 精度等級
1.0級：Qmax-0.2Qmax ±1.0% 0.2 Qmax-Qmin ±2.0%
1.5級：Qmax-0.2Qmax ±1.5% 0.2 Qmax-Qmin ±3.0%
未特殊注明產(chǎn)品，按照1.5級精度出廠，其余精度，訂貨時，需要特殊說明定制。
3.3 流量計量計規(guī)格、基本參數(shù)和性能指標(biāo)（見表1）
（表1）
型規(guī)格號 | 公稱 通徑 DN （mm） | 量程比 | 流量 范圍 （m3/h ） | 始動 流量 m3/h | Qmax時 壓力損失 kPa | yi | 儀表系數(shù) | zui大 工作 壓力 MPa | 公稱 壓力 MPa | 材質(zhì) |
LLQ-10 | 25 | 12:1 | 0.5-10 | 0.04 | 0.10 | | | <0.6 | 1.6 | 鋁合金 |
LLQ-16 | 25 | 20:1 | 0.8-16 | 0.04 | 0.10 | 7633.37 |
LLQ-25 | 40 | 25:1 | 1-25 | 0.07 | 0.10 | 4694.65 | <1.2 <2.0 | 1.6 2.5 |
LLQ-40 | 40 | 40:1 | 1-40 | 0.07 | 0.14 | 3892.31 |
LLQ-60 | 50 | 65:1 | 1-65 | 0.1 | 0.10 | 1584.24 |
LLQ-85 | 50 | 70:1 | 1.1-85 | 0.1 | 0.14 | 1584.24 |
LLQ-100 | 80 | 70:1 | 1.5-100 | 0.1 | 0.11 | 987.581 |
LLQ-150 | 80 | 120:1 | 1.2-150 | 0.12 | 0.15 | 730.785 |
LLQ-200 | 80 | 70:1 | 3-200 | 0.15 | 0.18 | 479.837 |
LLQ-250 | 100 | 80:1 | 3-250 | 0.11 | 0.18 | 306.804 | <1.2 | 1.6 |
LLQ-300 | 100 | 120:1 | 2.5-300 | 0.11 | 0.13 | 306.804 |
LLQ-450 | 100 | 110:1 | 4-450 | 0.1 | 0.20 | 231.350x2 |
LLQ-500 | 100 | 125:1 | 4-500 | 0.1 | 0.20 | |
LLQ-650 | 150 | 80:1 | 8-650 | 0.65 | 0.35 | 86.7083 | 鋁、鑄鐵 |
LLQ-1000 | 150 | 90:1 | 11-1000 | 0.76 | 0.45 | 61.8990 | 鋁、鑄鐵 |
LLQ-1600 | 200 | 64:1 | 25-1600 | 1.2 | 0.50 | 50.2425 | 鋁、 |
3.4 使用條件
3.4.1 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)條件：P=101.325 kPa T= 293.15K
3.4.2 使用條件：
a.環(huán)境溫度：－25℃～+80℃ b.介質(zhì)溫度：－20℃～+60℃
c.相對濕度：5%～95% d.大氣壓力：86KPa～106Kpa
3.5電氣性能指標(biāo)
3.5.1工作電源：a.內(nèi)電源：1節(jié)3.6VDC鋰電池，電池電壓在3.1V～3.6V時均可正常工作。
當(dāng)電壓低于3.1V時，應(yīng)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；
3.5.2整機功耗：外電源，﹤1W
內(nèi)電源，平均功耗≤1m W，可連續(xù)工作五年以上。
3.5.3 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(jīng)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(biāo)定。
b. 與標(biāo)準(zhǔn)體積流量成正比的頻率信號，經(jīng)光耦隔離放大輸出，高電平≥20V，低電平 ≤ 1V。
c. 定標(biāo)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(shè)備。該信號1m3輸出1個脈沖。
3.5.4 電流輸出
4～20mA標(biāo)準(zhǔn)模擬電流輸出功能
與標(biāo)準(zhǔn)體積流量成正比，4mA對應(yīng)0 Nm3/h，20mA對應(yīng)zui大標(biāo)準(zhǔn)體積流量（該值可設(shè)定）。
輸出形式為：二線制或三線制
3.5.5 RS485通信
通過內(nèi)裝的RS485標(biāo)準(zhǔn)接口能與個人計算機和PLC等主機連接，進行串行通信?？娠@示介質(zhì)壓力、溫度、瞬時流量、累計標(biāo)準(zhǔn)流量、電池電壓等。
3.5.6 GPRS通信
通過內(nèi)裝的GPRS系統(tǒng)，進行串行通信?？蓪崿F(xiàn)遠程抄表系統(tǒng)
顯示介質(zhì)壓力、溫度、瞬時流量、累計標(biāo)準(zhǔn)流量、電池電壓等。
3.5.7 閥門控制輸出：
可選擇閥門控制型，直接控制閥門，實現(xiàn)獨立控制和遠程控制
四、天然氣腰輪流量計選型與安裝
4.1流量計選型
用戶應(yīng)根據(jù)管線輸氣量，介質(zhì)可能達到的溫度和壓力范圍，估算出管線的zui高和zui低體積流量，正確選擇流量計規(guī)格。當(dāng)兩種口徑流量計均能覆蓋zui低和zui高體積流量時，在壓損允許下，應(yīng)選小口徑。
選型計算按照公式（1）
Qg=Zg/Zn*Pn/(Pg+Pa)*Tg/Tn*Qn=101.325/(Pg+Pa)*(1/ Zn/Zg)*( Tg/293.15)Qn
式中：Tg、Pg、Pa含義同上，Qg為體積流量，Qn為標(biāo)準(zhǔn)體積流量，Zn/Zg數(shù)值列于表2。因計算步長較大，表內(nèi)數(shù)據(jù)僅供參考，表中數(shù)據(jù)按天然氣真實密度Gr=0.600,氮氣和二氧化碳摩爾分數(shù)均為0.00計算。當(dāng)介質(zhì)壓力低于0.1 Mpa，均可按Zn/Zg=1.00估算。
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(zhì)溫度范圍為-10℃～+40℃，供氣峰值量為400～500Nm3/h。當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?01.3kPa，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(tài)下的流量范圍，因此需先將標(biāo)況流量換算成工況流量，再選擇合適的口徑。
計算：當(dāng)介質(zhì)壓力zui低、溫度zui高時（估算選型可不考慮天然氣壓縮因子的影響），此時當(dāng)處于供氣峰期時具有zui大體積流量，所以有：
同理，當(dāng)介質(zhì)壓力zui高、溫度zui低時，此時當(dāng)處于供氣谷期時具有zui小體積流量，所以有：
即工作狀態(tài)下介質(zhì)的流量范圍為227.2～933.7m3/h。由表1查得，需選取LLQ-1000A
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