气体涡轮流量计   

     LJWQ型气体涡轮流量传感器是吸取了国内外流量仪表先进技术经过优化设计，综合了气体力学、流体力学、电磁学等理论而自行研制开发的新一代高精度、高可靠性的气体精密计量仪表，具有出色的低压和高压计量性能，多种信号输出方式以及对流体扰动的低敏感性，广泛适用于天然气、煤制气、液化气、轻烃气等气体的计量。 
     该产品经国家防爆产品质检部门按GB3836.2000《爆炸性气体环境用电气设备第1部：通用要求》，GB3836.2-2000《爆炸性气体环境用电气设备第2部分：隔爆型“d”》和GB3836.4-2000《爆炸性气体环境用电气设备第4部分：本质安全型“i”》标准检验合格，防爆等级为：ExdIIBT6（隔爆型）、ExdIIBT6（本安型）。

    采用新型传感器，始动流量低、压力损失小、抗振与抗脉动流性能好，不易腐蚀、可靠性好、使用寿命长。
 采用新型微处理与高性能的集成芯片，运算精度高，整机功能强大，性能优越。
 采用先进的微功耗高薪技术，整机功耗低。既能用内电池长期供电运行，又可由外电源供电运行。
 按流量频率信号，可将仪表系数分八段自动进行线性修正，可根据用户需要提高仪表的计算精度。
 采用EEPROM数据存贮技术，具备历史数据的存贮与查询功能，三种历史数据记录方式可供用户选择。
 流量计表头可180°旋转，安装使用简单方便。
 高精确度，一般可达±1.5%R、±1.0%R.
 重复性好，短期重复性可达0.05%～0.2%，正是由于具有良好的重复性，在贸易结算中是优先选用的流量计。
 可检测被测气体的温度、压力和流量，能进行流量自动跟踪补偿，并显示标准状态下（Pn=101.325Kpa，Tn=293.15K）的气体流量；可实时查询温度、压力、时间、日期等数据。
 优质合金涡轮，具有更高的稳流和耐腐蚀作用.

1）流量计结构

2）工作原理

当气流进入流量计时，首先经过独立机芯的前导流体并加速，在流体的作用下，由于涡轮叶片与流体流向成一定角度,
此时涡轮产生转动力矩，在涡轮克服阻力矩和摩擦力矩后开始转动。当诸力矩达到平衡时，转速稳定，涡轮转动速度与流量成线性关系，通过旋转的发信盘上的磁体周期性地改变传感器磁阻，从而在传感器两端感应出与流体体积流量成正比的脉冲信号。该信号经前置放大器放大、整形后和压力温度传感器检测到的压力、温度信号同时输给流量积算仪进行处理，直接显示标准体积流量和标准体积总量。
3、流量积算仪工作原理
    流量积算仪有温度和压力检测模拟通道、流量传感器通道以及微处理单元组成，并配有外输接口，输出各种信号。流量
计中的微处理器按照气态方程进行温压补偿，并自动进行压缩因子修正，气态方程如下：
    Qn=Zn／Zg•(Pg+Pa)／Pn•Tn／Tg•Qg
    式中：Q n一标准状态下的体积流量(m 3／h)
    Qg—未经修正的体积流量(m 3／h)
    Pg—流量计压力检测点处的表压(KPa)
    Pa—当地大气压(KPa)
    Tg—介质的绝对温度(273．15+t)k
    t—被测介质摄氏温度(℃)
    Zn—标准状态下的压缩系数
    Zg—工作状态下的系数
    Tn—标准状态下的绝对温度(2 9 3．1 5 k)
    P n—标准大气压(101．325KPa)
注：对于天然气Zn/Zg=(Fz)2，Fz称为超压缩因子，按中国石油天然气总公司的标准sY／T6143—4996中的公式进行计算。

表1

2.测量范围及工作压力
表2

注1：表2中“标准量程”中标示的测量范围为通用测量范围；（即适用于：LJWQ-N/A/B/C/D）
注2：表2中“扩展量程”中标示得测量范围仅限用于“智能一体化气体涡轮流量计”或“智能温压补偿一体化气体涡轮流量计” （即适用于：LJWQ-B/C/D）



 1．按仪表功能分类LWQ系列气体涡轮流量计可分为3大类，即：
    气体涡轮流量传感器/变送器
    智能一体化气体涡轮流量计
    智能温压补偿一体化气体涡轮流量计
 2．功能说明 

该类涡轮流量计按照供电方式、是否具备远传信号输出可分为LJWQ-B-□型和LJWQ-C-□型。

应用场合：
　　1.在温度、压力相对稳定的工况现场，作为工业控制仪表
　　2.在温度、压力相对稳定的工况现场，用户可根据仪表示值气体方程自行运算到标况流量。

※标准状态流量（标况流量）：指在20℃、生活大气压下的气体流量

应用场合：精确计量或贸易结算

     用户在选型时，应根据管道公称压力、介质最高压力、介质温度、介质组分情况、流量范围及信号输出要求合理选择流量计的型号规格。
     为使流量计的使用性能最佳，流量计的使用流量范围应在（20%～80%）Qmax范围内比较合适。
     流量计出厂时的信号输出方式：工况脉冲信号输出（三线制）、标准流量信号（IC卡）输出或RS-485通讯输出。若要求有其它输出功能，请在订货时说明。

例：选用一台不锈钢材质，温压补偿一体化气体涡轮流量计来测量氧气，用户工况测量范围为3-50m3/h,型号为：LWQ-D-40W1/S/S/A
量计外形如图所示，具体尺寸见右表

注：图1所示为温压补偿型仪表外形。
       同口径所有型号仪表传感器部分尺寸一致。

液体涡轮流量计 

LJGY系列涡轮流量计是吸取了国内外流量仪表先进技术经过优化设计,具有结构简单、轻巧、精度高、复现性好、反应灵敏,安装维护使用方便等特点的新一代涡轮流量计,广泛用于测量封闭管道中与不锈钢1Cr18Ni9Ti、2Cr13及刚玉AI2O3、硬质合金不起腐蚀作用,且无纤维、颗粒等杂质,工作温度下运动粘度小于5×10-6m2/s的液体,对于运动粘度大于5×10-6m2/s的液体,可对流量计进行实液标定后使用.若与具有特殊功能的显示仪表配套,还可以进行定量控制、超量报警等,是流量计量和节能的理想仪表。

图1所示为涡轮流量传感器结构简图，由图可见，当被测流体经过传感器时，在流体作用下，叶轮受力旋转，其转速与管道平均流速成正比，叶轮的转动周期的改变磁电转换器的磁阻值。检测线圈中的磁通随之发生周期性变化，产生周期性的感应电势，即电脉冲信号，经放大器放大后，送至显示仪表显示。
涡轮流量计的流量方程可分为两种：实用流量方程和理论流量方程。

(1)实用流量方程
   qv=f/K
    qm = qv P
  式中
    qv , qm……分别为体积流量，m3/s  ，质量流量， kg／s；
    f……流量计输出信号的频率，Hz；
    K……流量计的仪表系数，P／m3。
  流量计的系数与流量(或管道雷诺数)的关系曲线如图2所示。由图可见，仪表系数可分为两段，即线性段和非线性段。线性段约为其工作段的三分之二，其特性与传感器结构尺寸及流体粘性有关。在非线性段，特性受轴承摩擦力，流体粘性阻力影响较大。当流量低于传感器流量下限时，仪表系数随着流量迅速变化。压力损失与流量近似为平方关系。当流量超过流量上限时要注意防止空穴现象。结构相似的TU F特性曲线的形状是相似的，它仅在系统误差水平方面有所不同。
  传感器的仪表系数由流量校验装置校验得出，它完全不问传感器内部流体机理，把传感器作为一个黑匣子，根据输入（流量）和输出(频率脉冲信号)确定其转换系数，它便于实际应用。但要注意，此转换系数(仪表系数)是有条件的，其校验条件是参考条件，如果使用时偏离此条件系数将发生变化，变化的情况视传感器类型，管道安装条件和流体物性参数的情况而定。

（2）理论流量方程
根据动量矩定理可以列出叶轮的运动方程

式中
    n:叶轮转速；
    qv：体积流量；
    A：与流体物性(密度、粘度等)，叶轮结构参数(叶片倾角、叶轮直径、流道截面积等)有关的系数
    B．与叶片顶隙，流体流速分布有关的系数
    C．与摩擦力矩有关的系数。
    国内外学者提出许多理论流量方程，它们适用于各种传感器结构及流体工作条件。至今涡轮仪表特性的水动力学特性仍旧不很清楚，它与流体物性及流动特性有复杂的关系比如当现场有旋涡和非对称速度分布时水动力学特性就非常复杂。不能用理论式推导仪表系数，仪表系数仍需由实流校验确定。但是理论流量方程有巨大的实用意义，它可用于指导传感器结构参数设计及现场使用条件变化时仪表系数规律的预测和估算。

  •高精确度,一般可达±1%R、±0.5%R,高精度型可达±0.2%R；
  •重复性好，短期重复性可达0.05%~0.2%,正是由于具有良好的重复性，如经常校准或在线校准可得
    到极高的精确度，在贸易结算中是优先选用的流量计；
  •输出脉冲频率信号，适于总量计量及与计算机连接，无零点漂移，抗干扰能力强；
  •可获得很高的频率信号（3~4kHz），信号分辨力强；
  •范围度宽，中大口径可达1:20，小口径为1:10；
  •结构紧凑轻巧，安装维护方便，流通能力大；
  •适用高压测量，仪表表体上不必开孔，易制成高压型仪表；
  •专用型传感器类型多，可根据用户特殊需要设计为各类专用型传感器，例如低温型、双向型、井下
    型、混砂专用型等；
  •可制成插入型，适用于大口径测量，压力损失小，价格低，可不断流取出，安装维护方便。

1、基本参数

1.测量范围及工作压力

1．按仪表功能分类，LJWL系列涡轮流量计可分为2大类，即：
    ■涡轮流量传感器/变送器
    ■智能一体化涡轮流量计
2．功能说明 
■涡轮流量传感器/变送器
 该类涡轮流量产品本身不具备现场显示功能，仅将流量信号远传输出。流量信号可分为脉冲信号或电流信号（4-20mA）；仪表价格低廉，集成度高，体积小巧，特别适用于与二次显示仪、PLC、DCS等计算机控制系统配合使用。
  该类涡轮流量产品均分为基本型和防爆型（ExdIIBT6）两种，外形如图

图1 基本型传感器/变送器        图2 防爆型 传感器/变送器

按照不同的输出信号，该类产品可分为LJWL-□N型和LJWL-□A型
 LJWL-□N型传感器：12～24VDC供电，三线制脉冲输出，高电平≥8V，低电平≤0.8V；信号传输距离≤1000米；
 LJWL-□A型变送器：24VDC供电，二线制4-20mA 输出，信号传输距离≤1000。

该类涡轮流量计按照供电方式、是否具备远传信号输出可分为LJWL-□B型和LJWL-□C型。

 LJWL-□B型：供电电源采用3.2V10AH锂电池（可连续运行4年以上）； 无信号输出功能。
 LJWL-□C型：供电电源采用24VDC外供电，输出4-20mA标准两线制电流信号，并可根据不同的现场需要，可增加RS485或HART通讯。

传感器的安装方式根据规格不同，采用螺纹或法兰连接，安装方式见图6、图7、图8，
 

图6

   图4 DN4～DN10
   螺纹连接型涡轮流量传感器（含直管段部分）尺寸图
   图5 DN15～DN40
   螺纹连接型涡轮流量传感器尺寸图
   图6 DN15～DN200
   法兰连接型涡轮流量传感器尺寸图