液氮靶式流量計

1、工作原理

當（dāng）介質在測（cè）量（liàng）管中流動時，因其自身的動能通過阻流件（靶片）時而產生的壓差，並對阻流（liú）件（jiàn）有一作用力，其作用力的大小與介質流速（sù）的平（píng）方成正比。阻流件（靶（bǎ）片（piàn））接受（shòu）的（de）作用力F，經剛（gāng）性（xìng）連接的傳遞件（測杆）傳至（zhì）雙電容傳感器，雙電容傳感器產生（shēng）電容差經高精度（dù）AD芯片進行處理，直接輸出數字信號，由此（cǐ），通過AD轉換及計算機處（chù）理後，即可得到相應的瞬時流量和累積總量，其工作原理見示意（圖1）：

2、結構

電容式靶式流量計主要（yào）由（yóu）測量管（外殼）、雙電容傳感器（含阻流元件）、積（jī）算顯示和輸出部分組成。根（gēn）據不同的介質和工況，必須選用相適應的（de）雙電容傳感器（qì），因此，用戶（hù）提供準確的計量對象及參數，生（shēng）產廠家選用合適的電容力傳感器是產品能否計量準確的關鍵。其結構如右（圖2）：

3、特點（diǎn）

1.采用大屏液晶顯示，可同時（shí）顯示多組參量，讀數更直觀；

2.整（zhěng）台儀表在設計中無（wú）可動部件，插入式結構，拆卸方便；

3.可選用多種（zhǒng）防（fáng）腐及耐高低溫材質（如哈（hā）氏合金，鈦等）；

4.整機可做成全密封（fēng）無死角（焊接形式），無任何泄（xiè）漏點，可耐42MPa高壓；

5.儀表內設自檢（jiǎn）程序，故障現象（xiàng）一目了（le）然；

6.傳感器不與被測介質接（jiē）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（zé）在線插入式，安裝（zhuāng）費用低；

8.具有（yǒu）一體化（huà）溫（wēn）度、壓力補償，直接輸出質量或標方（fāng）；

9.具有可選小信號切除、非線性修（xiū）正、濾波時間可選擇；

10.能準確測量（liàng）各種常溫、高溫500度（dù）、低溫-200度工（gōng）況下的氣體、液體流量；

11.計量準確，精度可達到0.2%；

12.重複性（xìng）好，一般為0.05～0.08%，測量（liàng）快遞；

13.壓力損失小，僅為標準孔板的1/2△P左右；

14.抗幹擾，抗雜質能力特強；

15.可根據實際需要更換阻流件（jiàn）（靶片）而改變流量範圍；

16.安（ān）裝簡單方便，*易維護；

17.多（duō）種輸出形式，能遠傳各種參（cān）數；

18.抗震動性強，一定範圍內（nèi）可測脈動流（liú）。

連接短管及（jí）法蘭公稱直徑氣體采（cǎi）用DN100mm，液體采用（yòng）DN50mm，法（fǎ）蘭規格采用國標1.6MPa、2.5MPa、4.0MPa，密封麵形式RF。

4.連接法蘭規格

a、法蘭規格：公稱壓力0.6MPa～42.0MPa；

b、法蘭尺寸主要采用（yòng）**標準GB/T係列，並可采用化工行業（yè）標準HG係列、機械行業標準JB/T係列，也可協商提供按照（zhào）客戶要求的法蘭（lán）。

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（dī）溫型、高（gāo）溫型流量計視不同工況采（cǎi）用水平、垂直或倒置式安裝（以（yǐ）出廠效驗單為準（zhǔn））；

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

c.為保證流量計準確計（jì）量，要求設（shè）置前後直管段；（圖8）

d.為保（bǎo）證流量計在（zài）檢查及更換時不影響係統工作，應盡（jìn）量設置旁通閥（3）及切斷閥（1、2）；（圖（tú）8）

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

f.流（liú）量計口徑與相連的管道口徑尺（chǐ）寸盡量相同，以減少流動幹擾，造成計量誤差；

g.法蘭式和夾裝式流量計安裝時，應注意（yì）法蘭之間密封墊片內孔尺寸大於流量計和（hé）工藝管道通徑6-8mm及否同軸，以避（bì）免因其產生幹擾流而影響計（jì）量（liàng）精確度；

h.插入式流量計安裝時（shí），將短管及法蘭焊（hàn）到管（guǎn）道（dào）上時必須確保流體正對著靶片受力麵，焊接短管高度在100mm（從（cóng）管道內壁至法蘭密封麵（miàn）的距（jù）離）；（圖（tú）9）

i.對於新完工的工藝管道，應先進行初步吹掃（sǎo）後再安裝流量計；

 j.測量管外壁上箭頭所指方向（xiàng）為被（bèi）測介（jiè）質流（liú）向；

k.流量計殼（ké）體必須可靠接（jiē）地，若無接地條件應向廠方說明；

l.流量（liàng）計連接法蘭規格執行GB/T係列標（biāo）準，也可以根據用戶要求特殊加工（以出廠效驗單為準）。

1、2、3分別為前後閥和旁通閥（fá）；4為流量計，L≥10D和L≥5D分別為前後（hòu）直管段（duàn）長度，D為管道公稱直徑。

2.流量計設（shè）置零點

注：（流量計安裝後必須先進置零操作）

由於電容式力傳感（gǎn）器及阻流件有自重，在流量計安裝（zhuāng）時不在（zài）水平方位（wèi）狀況（kuàng）下，需要（yào）重新設置流量計（jì）零點。

操作程序為：（也可在管道內無介質流動時直接置零，高溫型及低溫型流量計必須使（shǐ）管道內溫（wēn）度達到（dào）工作溫度後置零）

a.關閉流量計下遊的閥門；

b.緩慢打開流量計上遊閥門，使流量計充滿介質；

c.緩慢打開流量計下遊閥門，使流量計運行10分鍾左右；

d.關閉流量計上、下遊閥門，並（bìng）確定管道內流量為零；

e.用白紙或手指按在“ZERO”位置不小（xiǎo）於3S；見（圖10）

不允許直（zhí）接在流量計測量（liàng）管前後端安裝閥門、彎頭等*大改變流體流態的部件（jiàn）。

如果需要在流量計前後管道上安裝閥門、彎頭等部件也應盡（jìn）量保（bǎo）證前後直管段長度。

a、24V供電型

1.24V供電型流（liú）量可具備（bèi）多種（zhǒng）輸出方式，

a.電流輸出：4～20mA；電源：16-32VDC，二線製；

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

c.RS485接口：電源：16-32VDC；10mA（帶背光20mA）；

d.電流（liú）輸出+HART：4～20mA；電源：16-32VDC，二線（xiàn）製；

2.電（diàn）流輸出特性（圖4）

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

同（tóng）理（lǐ）：可計算出滿量程輸出範圍內任-輸出電流及對應流量值。

3.0～1000HZ脈衝輸出（chū）特性（圖5）

4.儀（yí）表接線

a.流量計（jì）信號輸出線電氣連（lián）接（jiē）口規格（gé）為：M20×1.5

b.4～20mA電流輸出為二線製（圖（tú）6）

c.脈衝（chōng）輸出為三線製（圖7）

b、3.6V電池（chí）供電（diàn）型

3.6V電池供電型的流量計，無法顯示電池的容量，當電池電壓越來越低時，顯（xiǎn）示會慢慢變模糊，應**更換電池（chí）。更換電（diàn）池應為相同技術（shù）參數的電池，我公司電池可使（shǐ）用（yòng）兩年。（可向我廠谘詢或購買）

為提高電池的使用時間（jiān），可通過修改濾波係數LP參數，該值設（shè）置越大，則代表可以使用更長（zhǎng）時間，但流量（liàng）計采（cǎi）集速度將會變慢。

1.溫壓補償

靶式流量計所測量的流量為體積流量，當所測介質密度受溫度、壓力變化的影響較大時（如氣體類），流量計（jì）測量的結果將會產（chǎn）生較大誤差，為了得到較高（gāo）的測量精度，需（xū）要（yào）實時采集溫度（dù）、壓力參數，並計算出實（shí）時工況的介（jiè）質密度，從（cóng）而可得（dé）到準（zhǔn）確的質量流量。

2.流量非線性修正

為提高流量計的測量精度，采用插值（zhí）算法自動對流量係數進行校正，可（kě）精度的校正流量計的線性誤差。

流量計可設置9個流量修正係數，分別對10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%的測量（liàng）點，所有（yǒu）修（xiū）正係數值默認小數後3位，均為流量係數C1為基（jī）礎。

修正方法：實（shí）際流量係數=（*C）×C1/1000；

舉例：2C=1010,3C=1004，當（dāng）前瞬時流量是滿程的25%，進行（háng）插值算（suàn）法，則25%點的修正係數為（wéi）1007；

實際流量係（xì）數=C1×（1007/1000）；

3.溫度修正（zhèng）

當流量（liàng）計具備溫度補償時，所以安裝位置（zhì）、引（yǐn）線等（děng）可能存在測量誤差（chà），當出現此種（zhǒng）情況時，可通過溫度修正值進行修正，修正計算方法如（rú）下：

測量結果=采集溫度-（1000-修正值oS）/10

舉例：標準（zhǔn）溫（wēn）度為250℃，但流量計顯示251.3℃，則代入公式計算（suàn）得到

250=251.3-（1000-修正值oS）/10   則（zé）oS=987；

標準溫度為270℃，但流量計顯示268.3℃，則代入公式計（jì）算得（dé）到

270=268.3-（1000-修正值oS）/10   則oS=1017；

1.MODBUS-RTU通（tōng）訊

儀表采用標準MODBUS-RTU協議，數據格式：無校驗、8位數據、1位停止位，高字節在前，低（dī）字節在後。

每台流量計出廠時均經過嚴格的檢定，但在使用中因環境的變化，安裝條件（jiàn）的差異，尤其是在被測介質與原檢定介質相差甚大（dà）的條件下，流量計在計量過程中會（huì）出現相應的示值誤差，需要對其進行重（chóng）新檢定。用戶在對流量計進行檢（jiǎn）定時可按以（yǐ）下（xià）兩種方法進行：

1.電容（róng）式靶式流量（liàng）計實流檢（jiǎn）定

電容式靶式流量計在檢定過程中可參照速度流量計檢定規程進行，動態流量檢（jiǎn）定（dìng）和總量檢定。如果（guǒ）在檢定過程中，流量計出現誤差，參照《儀（yí）表誤差修正方法》中的方（fāng）法和步驟。

2.幹式檢定，即采用砝碼掛重法

在采用幹式法檢定時，*先根據（jù）以下公式計算出各流量點作用於阻流件（jiàn）（靶）上的力F

式中：Qm--質量瞬時流量（kg/h）；Qn--標準狀（zhuàng）態體積瞬時（shí）流量（Nm3/h）；Q--體積瞬時流量（m3/h）；

K--流量係（xì）數；Di--流量（liàng）計內徑（mm）；F--介質作用於阻（zǔ）流（liú）件（靶）上的力（Kg）；

ρ--被測介質（zhì）的工況密度（Kg/m3）；ρo--標準狀態（tài）下的（de）介質密度（Kg/m3）；

β--靶徑比；d--阻流件（靶（bǎ））直徑；

上式中係數K由生產廠家提供，用戶可利用公式（shì）依次計算出儀表流量範圍內瞬時流量Q與介質作用於阻流件（jiàn）上的力F間相對應的關係值，從而對儀表進行標（biāo）定。掛砝碼方法：

a.*先將流量計垂直固定住不動（相（xiàng）當重要），將流量（liàng）計靶片受力麵向上（shàng）保（bǎo）證（zhèng）靶片水平；

b.在（zài）保持流量（liàng）計（jì）靜止狀（zhuàng）態下清零，用細繩子拴住所計算出的（de）砝（fǎ）碼重量掛在靶片的中心點上，砝碼垂直於靶（bǎ）片中心（xīn）點下。這時觀看（kàn）表頭瞬時流量值（環境不（bú）得有振動（dòng）及風（fēng）），並記錄下，再根據所算出的（de）標準瞬時流量值進行流量係數修正，方法（fǎ）見《儀表誤（wù）差修正方法》。

c.周期檢定的流量計可向廠家查詢出廠掛砝碼記錄。

d.滿量程的100%、75%、50%、35%、10%掛重三個點或五個點就可知流量計線性與測（cè）量範圍。

e.此砝碼掛重法用於帶溫壓補償（cháng）式流（liú）量計時應配合壓力計和電阻箱方可進行。

電容式靶（bǎ）式流量計（以（yǐ）下簡稱流量計）防爆型產品，經**防爆電氣產品質量監督檢驗中心（CQST）檢（jiǎn）驗，符合（hé）GB3836.1-2000 GB3836.1-2000《爆炸性（xìng）氣體環境用電氣設備 *1部分：通用要求》，GB3836.2-2000 GB3836.2-2000《爆炸性氣體環境用電氣設備 *2部分：隔爆型“d”》及GB3836.4-2000《爆炸性氣體環境用電氣設備 *4部分：本質安全型“i”》標準規定的要求，產品防爆標誌為ExdⅡCT4、ExiaⅡCT4。

1.流量計在下列環境條件下應能正常工作（zuò）

a.大氣氣壓（yā）：86～106KPa

b.周圍環（huán）境溫度：-20℃～+60℃（8oF-140oF）

c.周圍環境相對濕（shī）度：≤95%RH（+25℃）

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

e.本安型流量計可適用於含（hán）有ⅡA、ⅡB、ⅡC級T1～T4組爆炸性氣體混合物的（de）0區、1區、2區的危險場所；

2.用戶在安裝使（shǐ）用流（liú）量計時應注（zhù）意下列事項

（安裝前須進行下列各項檢查，如（rú）不符合要（yào）求，則不準投入使用）

a.有防爆標誌和防爆合格證編號，並與電容式靶式流量計的使用場所要求一致；

b.隔爆外殼各（gè）零部件聯接正確，緊固可靠；

c.所有隔（gé）爆零件應無裂（liè）紋和（hé）影響隔爆性能的缺陷；

d.用戶在使用流量（liàng）計時應可靠接地；

e.隔爆型產品在現場使用，維護時必須遵守“嚴（yán）禁帶電開蓋”的原則；拆裝時，注意保護隔爆麵和螺紋隔爆（bào）麵不得磕碰（pèng）和劃傷。

f.用戶不得（dé）自行（háng）隨意更換產（chǎn）品（pǐn）的電氣元件及係統配接狀態；

g.隔爆型產品（pǐn）的引（yǐn）入電纜（lǎn）*小外徑為φ6mm；

h.產品有冗餘引（yǐn）入口，必須用我公（gōng）司（sī）提供的堵頭堵封。

i.防爆產品使用一定周期（qī）後（hòu），必須更換老化件。如電纜引入裝置密封圈老化變質時（shí）應及時更換，我公司有配件，須（xū）在我公司購買。

3.本安型防爆產品還應注意（yì）

a.本產品符（fú）合GB3836.1-2000《爆（bào）炸性氣體環境用電氣設備 *1部分：通用要（yào）求（qiú）》、GB3836.4-2000《爆炸性氣體環境用電氣（qì）設（shè）備 *4部分：本質安全（quán）型“i”》標準，防爆標誌為：ExiaⅡCT4，它適用於（yú）0區、1區、2區，含有ⅡA～ⅡC類爆炸性氣（qì）體（tǐ）混合物場所。

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

c.產品安裝應按照GB3836.15-2000《爆炸性氣體環境（jìng）用電氣設備 *15部分：危險場所電氣安裝（煤礦除外）》的有關規定進行。並由專業人員負責安（ān）裝。經過防爆認證合格的產品。不允許隨意更換或改動影響防爆性能（néng）的元器件和結構。

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

e.當產品用於連接爆炸性環境0區（qū）的本安型產品時，向安（ān）全柵（shān）供電的電源變壓器須（xū）符合GB3836.4-2000標準*8.1條款（kuǎn）要（yào）求。

f.本安係統接線（圖11）

g.安全場所[Exia]ⅡC   危險場所 ExiaⅡCT4

h.本安係（xì）統（tǒng）參數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（ān）全柵到本安產品之間連接電纜（或導線）允許總的*大分（fèn）布電（diàn）容和（hé）電感，Uo：安全柵的*高輸出電壓，Io：安（ān）全（quán）柵的*大輸出電流，Po：安全柵的（de）*大輸出功率，Lo：安全柵允許的*大外部電感（gǎn），Co：安全柵允許的*大（dà）外部電（diàn）容；Ui：本安產品的*高輸入電壓，Ii：本安產品的*大輸入電流，Pi：本安（ān）產品的*大（dà）輸入功率，Li：本安產品的*大內（nèi）部電感，Ci：本安產品（pǐn）的*大內部電容。符號詳細意義見GB3836.4-2000標準。

（流量計帶故障自檢程序（xù），用戶通過顯示屏可查知部分（fèn）原（yuán）因！）

1.當管（guǎn）道內被測介質流速為零時，流量計示值瞬時流量值不為零，造成該現象的主要原因有（yǒu）：

a.安裝前後流量計水（shuǐ）平度不一致，以至靶片和靶杆因傾斜而產生軸向水平分力（lì）導致（zhì）瞬時流量存在；

b.流量計長期運行，其傳感器內部應力釋放產生微變；

c.安裝或運（yùn）行過程中（zhōng），嚴重過載造成零點漂移；

以上三種方式均可參照有關流量計清零的步驟和方法處理。

d.流量計殼體接地不良；

處理方法：用戶重新接地。

e.靶片、靶杆（gǎn）與測具之間被雜物卡住；

處理方法：關閉流量計前後閥門，用工具鬆開流量計（jì）過度部件與測量管之間的連（lián）接螺栓（shuān），並輕輕的晃動過渡部件或取出，清（qīng）理雜物後照原樣複位即可。

2.流量計工作過程中示值出現（xiàn）非正常增大，造成該現象的主要原因（yīn）有：

a.靶（bǎ）片以及靶杆上掛有絲狀及帶狀雜物；

處理方法：參照（zhào）處理雜物方法。

b.高結垢條件下，靶片和靶杆產生嚴重結垢，使受力（lì）元件靶板沿測量管軸線上投影麵積（jī）增加，即靶片與（yǔ）測量管之間環形（xíng）過流麵積減少，進而在相同流量下，傳感器受力增大，*終導致流量示（shì）值非正常增加；

處理方法（fǎ）：取下過渡部件，用工具將靶片和（hé）靶（bǎ）杆以及測量管內壁（bì）上的圬物（wù）清除即可。

3.計量誤差大，造成該現象的原因很（hěn）多，其（qí）*主要的原（yuán）因為以下幾種：

a.安（ān）裝時流量計與連接管道相對同心度出現（xiàn）較大錯位，密封（fēng）墊片未（wèi）同心，從而形成節流阻件，*大影響被測介質流態；

處理方法：調整安裝狀態。

b.流量計前後（hòu）直（zhí）管段太短，並於流量計前直接安裝了彎頭，閥門等（děng）*大幹擾被測介質流態（tài）部件；

處理方（fāng）法：按照說明書要求進（jìn）行安裝或對流量（liàng）計進行實地實流（liú）標定。

c.旁通管道泄漏；

處理（lǐ）方法：檢查及更換旁通管路。

d.靶片上繞纏（chán）有帶（dài）狀雜物，增大了靶片受（shòu）力（lì）；

處理方（fāng）法：參照前麵處理雜物方法。

4.流量計無（wú）示值或無發信號，其（qí）原因主要有以下四種（zhǒng）：

a.電源接觸（chù）不良或脫落；

處（chù）理方法：對於自帶（dài）電池的流量計，檢查電池是否裝穩（wěn），觸點是否良好，以及電池（chí）是否有電。對於外接電源，應（yīng）檢查連接導線之（zhī）間連接是否完好（hǎo），導線是否導通，外供電源是否正常。

b.流量（liàng）計電路損壞；

處理方法：返廠修理。

c.顯示屏損壞；

處理方法：返廠更換。

d.用戶信號接收係統故障；

處理方法：檢查（chá）、排除故障。

5.流量（liàng）計運行過程中示值一直為零，此種現象主要原因（yīn）有：

a.受力元件（靶片）脫落，導致傳感器無力感應；

處理（lǐ）方法：裝配（pèi）相同規格（gé）的靶片。

b.流量計傳感（gǎn）器無（wú）電壓輸出信號；

處理方法：*先判斷傳感器是否損壞，具體的方法是看傳感器數據（jù）有無變化。

c.被測介質流量太小，低於流量計的*小（xiǎo）刻（kè）度流量（liàng）；

處理方法：返廠重新更換受力元件。

1.更換電池

自（zì）帶電池供電的流量計，顯（xiǎn）示屏出現模糊時，提示用戶電池電量將用盡。更換電池（chí）應為相同技術參數的電池，我公司流量計采用低功耗設計，電池根據不同工況及（jí）電池自身情況下（xià）可使用一至四年（nián）。

2.環境要求

流量計使（shǐ）用環境溫度為-30度至70度，盡管自身有相當的防護等級，對安裝在室外的（de）流量儀表要加以相應遮雨及防碰撞措施。