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二氧化碳流量計

二氧化碳流量計是速度式流量計中的主要種類，具有精度高,、重復(fù)性好,、無零點漂移、高量程比等優(yōu)點,。渦輪流量計擁有高質(zhì)量軸承,、特別設(shè)計的導(dǎo)流片，因此極大降低了磨損,，對峰值不敏感,，甚者惡劣的條件下也可以給出可靠的測量變量。二氧化碳流量計輸出信號為脈沖,，易于數(shù)字化,。二氧化碳流量計壓力損失小，葉片能防腐,，可以測量粘稠和腐蝕性的介質(zhì),。二氧化碳流量計如與帶特殊功能的二次儀表配套，還可以進(jìn)行定量控制,，超量報警等,。

二氧化碳流量計在石油、有機(jī)液體,、無機(jī)液,、液化氣、天然氣和低溫流體上取得了廣泛的應(yīng)用,，本文介紹下氣體渦輪流量計在天然氣管道上的應(yīng)用,。

一二氧化碳流量計的特點

二氧化碳流量計*的特點使測量安裝簡單,、方便，靈活,，在線式測量及標(biāo)定巡檢式測量已廣泛應(yīng)用于石油,、化工、冶金,、輕紡,、環(huán)保、食品等部門及水利建設(shè)等領(lǐng)域,。

1,、二氧化碳流量計能夠檢測介質(zhì)的溫度與壓力，井隨之進(jìn)行自動補(bǔ)償和壓縮因子自動修正,。它還可直接檢測氣體的標(biāo)準(zhǔn)體積或飽和蒸汽的質(zhì)量流量,。

2、二氧化碳流量計采用*的微機(jī)技術(shù)與高性能的集成芯片,，利用*的微功耗高新技術(shù),，整機(jī)功耗低,。該流量計既可憑內(nèi)電池長期供電運行,，又可由外電源供電運行。

3,、流量計采用LCD顯示,，清晰直觀，讀數(shù)方便,。帶有脈沖信號輸出,，也可根據(jù)用戶需要輸出4～20MA的標(biāo)準(zhǔn)模擬信號。

4,、采用RS485接口與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng),。每臺上位機(jī)可帶64臺流量計，且只須兩根通訊線,。安裝費用低,，便于用戶集中管理。

二、二氧化碳流量計應(yīng)用原理

氣二氧化碳流量計的基本原理當(dāng)沿著軸向流動的流體進(jìn)入流量傳感器入時，葉片強(qiáng)迫流體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運動,，于是在旋渦蔓生體中心產(chǎn)生旋渦流,。旋渦流在文丘利管中旋進(jìn)，到達(dá)收縮段突然節(jié)流使旋渦流加速,。 當(dāng)沿著軸向流動的流體進(jìn)入流量傳感器入時。當(dāng)旋渦流進(jìn)入擴(kuò)散段后，因回流的作用強(qiáng)迫進(jìn)行旋進(jìn)式二次旋轉(zhuǎn),。此時,，旋渦流的旋轉(zhuǎn)頻率與介質(zhì)流速成正比，并為線性,。壓電傳感器檢測的微弱電荷信號經(jīng)前置放大器放大,、濾波、整形后變成頻率與流速成正比的脈沖信號,，zui后送積算儀進(jìn)行計數(shù)處理,。

對于機(jī)械計數(shù)器式的渦輪流量計，通過傳動機(jī)構(gòu)帶動計數(shù)器旋轉(zhuǎn)計數(shù),。對采用電子式流量積算儀的流量計,，通過旋轉(zhuǎn)的發(fā)訊盤或信號傳感器以及放大電路輸出代表渦輪旋轉(zhuǎn)速度的脈沖信號，該脈沖信號的頻率與流體體積流量成正比,。即 f=KQ

式中：K是二氧化碳流量計的儀表系數(shù),，其含義為單位體積流體通過流量計時輸出的脈沖數(shù)（1/L或1/m³），在流量計的使用范圍內(nèi),，它應(yīng)該是個常數(shù),。

流量積算儀由溫度和壓力檢測模擬通道以及微處理單元組成，并配有外輸信號接口,，輸出各種信號,。流量計中的微處理器可根據(jù)檢測到的介質(zhì)溫度值查得介質(zhì)密度和壓力，完成介質(zhì)的體積流量和質(zhì)量流量的檢測,。流量計中的微處理器可按照氣態(tài)方程進(jìn)行溫壓補(bǔ)償,，并自動進(jìn)行壓縮因子修正。

三,、二氧化碳流量計類型

1,、基本型二氧化碳流量計

傳感器本身不具備現(xiàn)場顯示功能，僅將流量信號遠(yuǎn)傳輸出,。流量信號可分為脈沖信號或電流信號（4-20mA）,；儀表價格低廉，集成度高,，體積小巧,，特別適用于與二次顯示儀、PLC,、DCS等計算機(jī)控制系統(tǒng)配合使用,。

2、智能一體化二氧化碳流量計

一體化渦輪流量計,，采用*的超低功耗單片微機(jī)技術(shù)研制的渦輪流量傳感器與顯示積算一體化的新型智能儀表,，采用雙排液晶現(xiàn)場顯示，具有機(jī)構(gòu)緊湊,、讀數(shù)直觀清晰,、可靠性高,、不受外界電源干擾、抗雷擊,、成本低等明顯優(yōu)點,。儀表具備儀表系數(shù)三點修正，智能補(bǔ)償儀表系數(shù)非線性,，并可進(jìn)行現(xiàn)場修正,。高清晰液晶顯示器同時顯示瞬時流量（4位有效數(shù)字）及累積流量（8位有效數(shù)字，帶清零功能）,。所有有效數(shù)據(jù)掉電后保持10年不丟,。

3、引智能二氧化碳流量計

采用*的超低功耗單片微機(jī)技術(shù)研制的渦輪流量傳感器與顯示積算一體化的新型智能儀表,，通過微處理單元對由溫度和壓力檢測模擬通道,、流量傳感器通道采集的信號按照氣態(tài)方程進(jìn)行溫度壓力補(bǔ)償，自動進(jìn)行壓縮因子修正,，在液晶顯示器將全部數(shù)據(jù)（瞬時流量,、日累積流量、總累積流量,、溫度,、壓力、時間,、日期,、電池電量）直觀的顯示出來,，并可輸出工況,、標(biāo)況脈沖信號、4-20mA,、RS485,、IC卡信號等多種通訊信號。儀表采用內(nèi)置鋰電池和外供24VDC雙供電方式,，當(dāng)用戶不需要任何信號輸出功能時可不用對儀表24VDC外供電,，儀表自動切換到內(nèi)置鋰電池供電，電池電量可連續(xù)工作3年以上,。該類渦輪流量計為防爆產(chǎn)品,。

4、智能二氧化碳流量計

綜合了氣體力學(xué),、流體力學(xué),、電磁學(xué)等理論而自行研制開發(fā)的新一代高精度、高可靠性的氣體精密計量儀表,，具有出色的低壓和高壓計量性能,，多種信號輸出方式以及對流體擾動的低敏感性,，廣泛適用于天然氣、煤制氣,、液化氣,、輕烴氣等氣體的計量。該類渦輪流量產(chǎn)品本身不具備現(xiàn)場顯示功能,，僅將流量信號以脈沖信號的方式遠(yuǎn)傳輸出,。儀表價格低廉，集成度高,，體積小巧,，特別適用于與二次顯示儀、PLC,、DCS等計算機(jī)控制系統(tǒng)配合使用,。

四、二氧化碳流量計的應(yīng)用

二氧化碳流量計具有靈敏度高,，重復(fù)性好,，量程比寬，準(zhǔn)確度高的特點,，從而在天然氣流量計量中被廣泛采用,。

二氧化碳流量計較差壓式流量計更適合流量變化幅度較大的場合，量程比寬,，中大口徑可達(dá)40：1至10：1,，小口徑為6：1或5：1。隨著天然氣計量技術(shù)的發(fā)展和對天然氣貿(mào)易,、交接計量要求的提高,，氣體渦輪流量計將會逐步使用于天然氣流量計量中。中國天然氣市場用量增幅明顯,，但是普遍存在下游市場前期用量較低,，天然氣管道往往在初期采取低壓運行，在運行一段時間后逐步提高壓力,，增大供應(yīng)量,，渦輪流量計以其較寬的量程比能降低測量管直徑，從而較少投資,。

準(zhǔn)確度高,，普通流量計的準(zhǔn)確度為±1％~±1.5％，特殊型為±0.5％~±0.2％,。渦輪流量計重復(fù)性好,，短期重復(fù)性可達(dá)0.05％~0.2％，由于具有良好的重復(fù)性，如經(jīng)常校準(zhǔn)或在線校準(zhǔn)可得*的精確度,，在天然氣管道貿(mào)易結(jié)算中是優(yōu)先選用的流量計,。

結(jié)構(gòu)緊湊輕巧，安裝維護(hù)方便,，流通能力大,。適用高壓測量，儀表表體上不必開孔,，易制成高壓型儀表,，可以滿足管道的升壓要求，給采用新型流量計預(yù)備足夠的時間去做市場調(diào)研,。

五,、二氧化碳流量計的不足

由于二氧化碳流量計難以長期保持校準(zhǔn)特性，需要定期檢定,。對于貿(mào)易儲運和高準(zhǔn)確度測量的要求,，需要經(jīng)常對流量計進(jìn)行在線實流檢定以保持其特性。同時氣體密度對儀表特性有較大影響,。氣體流量計易受密度影響,，由于密度與溫度、壓力關(guān)系密切,，在現(xiàn)場溫度,、壓力波動是難免的，要根據(jù)它們對準(zhǔn)確度影響的程度采取補(bǔ)償措施,，才能保持較高的計量準(zhǔn)確度,。保持渦輪流量計精確度的同時，需要對現(xiàn)場溫度,、壓力做到精度校準(zhǔn),，并適時做好補(bǔ)償，從而確保天然氣管道貿(mào)易計量的準(zhǔn)確性,。

流量計受流速分布畸變和旋轉(zhuǎn)流的影響較大,，傳感器上下游側(cè)需設(shè)置較長的直管段，如安裝空間有限制,，可加裝流動調(diào)整器（整流器）以縮短直管段長度。不適于脈動流和混相流的測量,。對被測氣體的清潔度要求較高,，若氣質(zhì)較臟，可安裝過濾器,，但亦帶來壓損增大,、維護(hù)量增加等副作用。

五、小論

二氧化碳流量計是一種速度式流量計,，它具有壓力損失小,、精度高、始動流量低,，量程比大,、抗振與抗脈動流性能好等特點。該類型產(chǎn)品廣泛使用于石油,、化工,、電力、工業(yè)鍋爐,、燃?xì)庹{(diào)壓站,、輸配氣管網(wǎng)天然氣、城市天然氣等領(lǐng)域,，并已被廣泛使用于貿(mào)易計量,。在歐洲和美國二氧化碳流量計是僅次于孔板流量計的天然氣計量儀表。

二氧化碳流量計作為zui通用的流量計之一,，其產(chǎn)品已發(fā)展為多品種,、全系列、多規(guī)格批量生產(chǎn)的規(guī)模,。