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二氧化碳流量計(jì)

二氧化碳流量計(jì)是速度式流量計(jì)中的主要種類，具有精度高,、重復(fù)性好,、無(wú)零點(diǎn)漂移、高量程比等優(yōu)點(diǎn),。渦輪流量計(jì)擁有高質(zhì)量軸承,、特別設(shè)計(jì)的導(dǎo)流片，因此極大降低了磨損,，對(duì)峰值不敏感,，甚者惡劣的條件下也可以給出可靠的測(cè)量變量。二氧化碳流量計(jì)輸出信號(hào)為脈沖,，易于數(shù)字化,。二氧化碳流量計(jì)壓力損失小，葉片能防腐,，可以測(cè)量粘稠和腐蝕性的介質(zhì),。二氧化碳流量計(jì)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(bào)警等,。

二氧化碳流量計(jì)在石油、有機(jī)液體,、無(wú)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(jì)在天然氣管道上的應(yīng)用,。

一二氧化碳流量計(jì)的特點(diǎn)

二氧化碳流量計(jì)*的特點(diǎn)使測(cè)量安裝簡(jiǎn)單,、方便，靈活,，在線式測(cè)量及標(biāo)定巡檢式測(cè)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(jì)能夠檢測(cè)介質(zhì)的溫度與壓力，井隨之進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償和壓縮因子自動(dòng)修正,。它還可直接檢測(cè)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(jì)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(jì)既可憑內(nèi)電池長(zhǎng)期供電運(yùn)行,，又可由外電源供電運(yùn)行,。

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

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

二、二氧化碳流量計(jì)應(yīng)用原理

氣二氧化碳流量計(jì)的基本原理當(dāng)沿著軸向流動(dòng)的流體進(jìn)入流量傳感器入時(shí),，葉片強(qiáng)迫流體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),，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(dòng)的流體進(jìn)入流量傳感器入時(shí),。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(shí),，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(cè)的微弱電荷信號(hào)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(hào),，zui后送積算儀進(jìn)行計(jì)數(shù)處理,。

對(duì)于機(jī)械計(jì)數(shù)器式的渦輪流量計(jì)，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)計(jì)數(shù)器旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù),。對(duì)采用電子式流量積算儀的流量計(jì),，通過(guò)旋轉(zhuǎn)的發(fā)訊盤或信號(hào)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(hào)，該脈沖信號(hào)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(jì)的儀表系數(shù),，其含義為單位體積流體通過(guò)流量計(jì)時(shí)輸出的脈沖數(shù)（1/L或1/m³），在流量計(jì)的使用范圍內(nèi),，它應(yīng)該是個(gè)常數(shù)。

流量積算儀由溫度和壓力檢測(cè)模擬通道以及微處理單元組成,，并配有外輸信號(hào)接口,，輸出各種信號(hào)。流量計(jì)中的微處理器可根據(jù)檢測(cè)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(cè),。流量計(jì)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(dòng)進(jìn)行壓縮因子修正,。

三,、二氧化碳流量計(jì)類型

1、基本型二氧化碳流量計(jì)

傳感器本身不具備現(xiàn)場(chǎng)顯示功能,，僅將流量信號(hào)遠(yuǎn)傳輸出,。流量信號(hào)可分為脈沖信號(hào)或電流信號(hào)（4-20mA）；儀表價(jià)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(jì)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(jì)

一體化渦輪流量計(jì),，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(chǎng)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(diǎn)。儀表具備儀表系數(shù)三點(diǎn)修正,，智能補(bǔ)償儀表系數(shù)非線性,，并可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)修正。高清晰液晶顯示器同時(shí)顯示瞬時(shí)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(jì)

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(guò)微處理單元對(duì)由溫度和壓力檢測(cè)模擬通道、流量傳感器通道采集的信號(hào)按照氣態(tài)方程進(jìn)行溫度壓力補(bǔ)償,，自動(dòng)進(jìn)行壓縮因子修正,，在液晶顯示器將全部數(shù)據(jù)（瞬時(shí)流量、日累積流量,、總累積流量,、溫度、壓力、時(shí)間、日期,、電池電量）直觀的顯示出來(lái)，并可輸出工況,、標(biāo)況脈沖信號(hào)、4-20mA,、RS485,、IC卡信號(hào)等多種通訊信號(hào)。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(hào)輸出功能時(shí)可不用對(duì)儀表24VDC外供電,，儀表自動(dòng)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(jì)為防爆產(chǎn)品,。

4、智能二氧化碳流量計(jì)

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(kāi)發(fā)的新一代高精度,、高可靠性的氣體精密計(jì)量?jī)x表，具有出色的低壓和高壓計(jì)量性能,，多種信號(hào)輸出方式以及對(duì)流體擾動(dòng)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(jì)量。該類渦輪流量產(chǎn)品本身不具備現(xiàn)場(chǎng)顯示功能,，僅將流量信號(hào)以脈沖信號(hào)的方式遠(yuǎn)傳輸出,。儀表價(jià)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(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)配合使用,。

四、二氧化碳流量計(jì)的應(yīng)用

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

二氧化碳流量計(jì)較差壓式流量計(jì)更適合流量變化幅度較大的場(chǎng)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(jì)量技術(shù)的發(fā)展和對(duì)天然氣貿(mào)易,、交接計(jì)量要求的提高，氣體渦輪流量計(jì)將會(huì)逐步使用于天然氣流量計(jì)量中,。中國(guó)天然氣市場(chǎng)用量增幅明顯,，但是普遍存在下游市場(chǎng)前期用量較低，天然氣管道往往在初期采取低壓運(yùn)行,，在運(yùn)行一段時(shí)間后逐步提高壓力,，增大供應(yīng)量，渦輪流量計(jì)以其較寬的量程比能降低測(cè)量管直徑,，從而較少投資,。

準(zhǔn)確度高，普通流量計(jì)的準(zhǔn)確度為±1％~±1.5％,，特殊型為±0.5％~±0.2％,。渦輪流量計(jì)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(jì)。

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(cè)量,，儀表表體上不必開(kāi)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(jì)預(yù)備足夠的時(shí)間去做市場(chǎng)調(diào)研,。

五、二氧化碳流量計(jì)的不足

由于二氧化碳流量計(jì)難以長(zhǎng)期保持校準(zhǔn)特性,，需要定期檢定,。對(duì)于貿(mào)易儲(chǔ)運(yùn)和高準(zhǔn)確度測(cè)量的要求，需要經(jīng)常對(duì)流量計(jì)進(jìn)行在線實(shí)流檢定以保持其特性,。同時(shí)氣體密度對(duì)儀表特性有較大影響,。氣體流量計(jì)易受密度影響，由于密度與溫度,、壓力關(guān)系密切,，在現(xiàn)場(chǎng)溫度、壓力波動(dòng)是難免的,，要根據(jù)它們對(duì)準(zhǔn)確度影響的程度采取補(bǔ)償措施,，才能保持較高的計(jì)量準(zhǔn)確度。保持渦輪流量計(jì)精確度的同時(shí),，需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)溫度,、壓力做到精度校準(zhǔn)，并適時(shí)做好補(bǔ)償,，從而確保天然氣管道貿(mào)易計(jì)量的準(zhǔn)確性,。

流量計(jì)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(zhǎng)的直管段,，如安裝空間有限制,，可加裝流動(dòng)調(diào)整器（整流器）以縮短直管段長(zhǎng)度。不適于脈動(dòng)流和混相流的測(cè)量,。對(duì)被測(cè)氣體的清潔度要求較高,，若氣質(zhì)較臟，可安裝過(guò)濾器，但亦帶來(lái)壓損增大,、維護(hù)量增加等副作用,。

五、小論

二氧化碳流量計(jì)是一種速度式流量計(jì),，它具有壓力損失小,、精度高、始動(dòng)流量低,，量程比大,、抗振與抗脈動(dòng)流性能好等特點(diǎn)。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(jì)量,。在歐洲和美國(guó)二氧化碳流量計(jì)是僅次于孔板流量計(jì)的天然氣計(jì)量?jī)x表。

二氧化碳流量計(jì)作為zui通用的流量計(jì)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,。