一、概述

     智能旋进旋涡流量计是在原旋进旋涡流量计基础上，结合新一代微处理器和数字处理技术，对技术性能及结构进行了重大改进，大大提高了仪表的抗干扰能力，并增加了以时间为标签的数据存贮功能，因而性能优良，计量可靠稳定，总体技术处于水平。适应于单相气体(包括压缩气体)标准体积总量的计量，是石油、化工、冶金及城市燃气管网等行业气体计量的理想仪表。流量计基型由旋进漩涡流量传感器和附件(二次仪表)两部分组成。流量计执行JJG198-94《速度式流量计》检定规程和Q/ZCY 13-2009《智能旋进漩涡流量计》企业标准，符合GB3836.1-2000和GB3836.4-2000标准。

二、特点

★集高精度温度、压力、流量传感器和智能流量积算仪于一体，可检测被  测介质的温度、压力和流量，并进行流量自动跟踪补偿和压缩因子修正运算;

★采用新型传感检测电路，对被测信号进行判别、处理，有效地剔除了因  压力波动和管道振动所产生的干扰信号，提高了仪表的抗干扰能力，使计量更为准确可靠;

★电路采用表面贴装工艺、结构紧凑、可靠性高;

★采用微功耗，凭内、外电源均可工作，整机功耗低;

★采用高性能微处理器和现代滤波技术，软件功能强大，性能;

★采用浮点运算和五段仪表系数自动修正，并具有故障自诊断和报警功能;

★具有实时数据贮存功能，可防止换电池和突然掉电时数据丢失:在停电  状态下，内部参数可保存;

★就地显示温度、压力、标准累积流量和标准体积量，并带有多种信号输出:

★无机械可动部件、稳定性好、不易腐蚀、无需机械维修;

★流量计的体积修正仪可自由转动约340°，在各种安装条件下方便读数;

★前后直管段要求低，前≥3DN，后≥1DN;

★仪表具有防爆功能，可用于相应的爆炸性危险场所，即:0区、1区、2区含有IIA-IIC类，T1-T4组爆炸性气体混合物环境.

三、技术性能指标

3.1旋进旋涡流量计规格、基本参数和性能指标见表1

3.2流量计的压力损失

  不同状态下，对于不同介质，流量计的压力损失可按以下公式计算:

                          △P=△P。ρ/1.205

式中:△P—流量计的实际压力损失(kPa);

     △Po—标准状态下介质为干空气时的压力损失(kPa) ;

      ρ—实际状态下介质的密度((kg/m3)，按下式计算:

ρ=ρ。(p/p。)

式中:ρ。—介质在标准状态下的密度;

      P。—标准大气压(101.325kPa);     Pa—当地大气压(kPa);

      P=Pa+Pg工作压力(绝压)(kPa);      Pg—流量计压力检测点的表压力(kPa)。

3.3 电气性能指标

a.Z型体积修正仪电气性能

3.3.1工作电源:

    ◆内电源:3.6VDC锂电池(2节1#)，屏幕实时显示电池容量百分比(趋势值)以提示用户更换电池(电池型号ER34615)。

    ◆外电源:(8~24) VDC，纹波≤50 mV，当接入外电源时，内电源自动切换，整机由外电源供电工作，外电源采用DC-DC管理模式。(使用本安功能时需加装安全栅)

3.3.2整机功耗

    ◆内电源:平均功耗≤1.5mW, 2节1#锂电池可连续使用6年以上，处于休眠状态时，功耗≤1.0mW。

    ◆外电源:整机功耗≤1W。

3.3.3输入信号

    ◆流量信号:(0~5)kHz脉冲信号，Vpp≥2.5V。

    ◆温度信号:由温度传感器输出的阻值信号。

    ◆压力信号:由压力传感器输出的mV级电压信号。

3.3.4输出功能:

    ◆工况脉冲信号输出(三线制):脉冲信号输出幅值高电平≥(V外-2)V，低电平≤O.5V,驱动能力≥20mA。

      传输距离≤50m，由外电源供电工作。信号格式可设:

  ①关断脉冲输出。

  ②直接将流量传感器检测的工况脉冲信号放大输出。

  ③将流量传感器检测的工况脉冲信号经线性化修正处理后放大输出。

  ④输出与标准瞬时流量成正比的频率信号，满量程频率值同标准流量上下限FH, FL对应，满量程频率值为10kHz。

◆(4~20) mA标准模拟信号:采用电隔离标准电流模块。

      (4~20) mA标准模拟信号线性对应于标准体积流量，量程范围由标况流量上下限FH, FL设定，FL值对应4mA,FH值对应20mA。传输距离≤200m，接线方式为两线制或三线制，供电电压应为24VDC。

◆标准脉冲信号输出

      以脉冲信号串方式输出，CMOS电平或OC门输出可选。当CMOS电平输出时常态为低电平;OC门输出时常态为断开状态。标准脉冲输出格式可设，1个脉冲代表的体积量由输出脉冲当量设定，分别为0.1m3, 1m3, 10m3;电平宽度由输出脉冲宽度设定，分别为5ms, 50ms, 1000ms，适于IC卡控制器配套使用。

◆报警信号输出:输出方式CMOS电平输出或OC门输出可选.当CMOS电平输出时常态为低电平，报警时为高电平;当OC门输出时常态为断开状态，报替时为导通状态。

  ①电池欠压报警输出:当电池电压低于3.2V时，BAT_AL2端输出报警信号;当电池电压低于3.1V时，BAT_AL1端输出报警信号。

  ②工况流量上下限报警输出:当工况流量大于报警流量上限EAH值时，VM_AH端输出报警信号;当工况流量小于报警流量下限EAL值时，VM_AL端输出报警信号。

◆实时数据库:为满足数据管理的需要，仪表具有实时数据存储功能，包括:

  ①最近500次流量启停时间和对应标准累积流量值;

  ②最近100个月内某一时刻的累积流量值;

  ③最近700次的状态记录数(包括:时间、温度、压力、瞬时流量、工况累积流量、标准累积流量等)，记录间隔时间可设，范围为(1min~9999min)。

◆RS-485接口信号:采用MODBUS协议RTU模式，半双工方式，波特率为1200-19200可选，详见MODBUS通讯协议说明。RS-485通讯可实现以下功能:

  ①直接与上位机联网，可远传被测介质的温度、压力、标准体积流量及总量、工况体积总量，仪表有关参数、故障代码、运行状态及实时数据等。

  ②与专用信号采集仪配套使用，可通过GPRS/CDMA, Internet及电话网络组成远程数据采集及监控系统.通过网络进行数据传输，对网络中的任何一台流量计的历史数据、故障状态进行读取，并能远程设置各种流量计的相关参数。一台信号采集仪可带1-16台流量计。

  ③与PLC、RTU配套可组成SCADA系统或DCS系统。

b.w型体积修正仪电气性能指标

3.3.1工作电源:

    ◆内电源:3.6VDC锂电池，当电池电压低于3.1V时，LCD屏上的电池符号闪烁显示欠压，以提示用户应在一个月之内更换电池。(电池型号ER26500)

    ◆外电源:(8~24) VDC，纹波≤50mV，当接入外电源时，内电源自动断开，整机由外电源供电工作，带4~2OmA时供电电压应为24V(使用本安功能时需加装安全栅)。

3.3.2整机功耗:

    ◆内电源:平均功耗≤0.4mW，一节2# 3.6VDC铿电池可连续工作五年以上。

    ◆外电源:整机功耗≤0.5W。

3.3.3输入信号:

    ◆流量信号:(0-5) kHz脉冲信号，Vpp≥2.5V。

    ◆温度信号:由温度传感器输出的阻值信号。

3. 3.4输出信号:

    ◆工况脉冲信号(三线制):直接将流量传感器检测到的流量信号放大输出，幅值约为(V外-2)V,(V外为6VDC~24VDC外电源)，传输距离≤50m，由外电源供电。

    ◆标准脉冲信号:以脉冲信号串方式输出(OC门输出，外加电压≤6VDC)。其常态为导通状态，传输距离≤20m,适用与IC卡系统配套使用。(出厂默认为方式3)

  方式1:脉宽为5ms，一个脉冲对应于0.1m3标准体积量。

  方式2:脉宽为1s，一个脉冲对应于1m3标准体积量。

  方式3:脉宽为50ms，一个脉冲对应于1m3标准体积量。

◆低电压检测信号输出:OC门输出，其常态为断开状态。当电源电池电压<3.1VDC时，为导通状态。此时用户应在一个月内更换电池，以确保流量计正常工作。

◆(4-20) mA标准模拟信号:(4~20) mA标准模拟信号线性对应于标准体积流量，量程范围由标况流量上下限FH, FL设定，FL值对应4mA, FH值对应20mA.传输距离≤200m，接线方式为两线制.

◆RS-485接口信号:采用自定义的通信协议，RS-485通信可实现以下功能:

    ①直接与上位机联网，可远传被测介质的温度、压力、标准体积流量及总量、工况体积总量，仪表有关参数、故障代码、运行状态及实时数据等。

    ②与专用信号采集仪配套使用，可通过GPRS /CDMA, Internet及电话网络组成远程数据采集及监控系统。通过网络进行数据传输，对网络中的任何一台流量计的历史数据、故障状态进行读取，并能远程设置各种流量计的相关参数。一台信号采集仪可带1-16台流量计。

    ③与PLC, RTU配套可组成SCADA系统或DCS系统。

3.3.5 防爆标志:ExialICT4

3.3.6 防护等级:IP65

四、结构与工作原理

4.1流量计结构：

  流量计结构如(图1)所示，由以下二大部件组成：

4.1.1附件 a.Z型体积修正仪 b.W型体积修正仪

4.1.2旋进旋涡流量传感器B:    B1旋涡发生体 B2压电传感器 B3导流体 B4外壳

4.2流量计工作原理

当沿着轴向的流体进入流量传感器入口时，在漩涡发生体(B1)的作用下，被强制围绕中心线旋转，产生漩涡流，漩涡流在文丘利管中旋进，到达收缩段突然节流后，使漩涡流加速，当通过扩散段时，漩涡中心沿一锥形螺旋线进动。此时，漩涡中心通过检测点的进动频率与流体的流速成正比。由压电传感器(B2)检测到的漩涡流进动频率信号经前置电路放大、滤波、整形处理，剔除外来干扰信号后，转换成与流体流速成正比的脉冲信号，并同压力传感器和温度传感器检测到的温度、压力信号一起送入附件进行运算处理。

4.3工作原理

a.Z型体积修正仪工作原理

  Z型体积修正仪在贾型体积修正仪的基础上新增了温度信号通道、压力信号通道及压缩因子修正，其工作原理框图见图2。从各传感器送来的多路信号经转换处理后由微处理器按照气态方程带入公式运算，实现就地显示和多种信号远传。

气态方程可写为：

式中:Vo—标准状态下的体积量(Nm3)；

      V—工作状态下的体积量(m3);

      P=Pa+Pg—流量计压力检测点处的压力，由压力传感器检测或机内定值设定(kPa)；

      Pa—当地大气压(kPa):

      Pg—流量计压力检测点的表压力(kPa);

      P。—标准大气压(101. 325kPa)；

      To—标准状态下的温度((293.15K，可根据要求取值为273.15K);

      T—被测介质的温度(273.15+t) K;

      t—被测介质的温度，由温度传感器检测或机内定值设定(℃);

    Fz=Zn/Zg—气体压缩因子，对于天然气的压缩因子，按中国石油天然气总公司SY/T 6143-2004标准或AGA报告中有关公式计算(注:用钟罩和负压装置检定时.取Zn=Zg，即Fz=1);

Zn—为标准状态下的气体压缩系数;

Zg—为工作状态下的气体压缩系数。

b.W型体积修正仪工作原理

    W型体积修正仪由流量检测数字通道、微处理器单元、液晶驱动电路和其它辅助电路组成，并配有输出信号接口，其工作原理见图3。流量信号经转换处理后由微处理器按照气态方程代入公式运算，实现就地显示和多种信号远传。

气态方程可写为:

Vo—标准状态下的体积量(Nm3);

V—工作状态下的体积量(m3);

Ps—机内压力设置值(kPa):

Po—标准大气压力(101.325kPa);

To—温度293.15K(也可根据用户要求取值为273.15K):

T—被测介质的温度((273.15+t) K或机内设定值;

t—机内温度设定值(℃)。

五、外形尺寸及安装

5.1 外形尺寸

      流量计外形尺寸如图4所示，流量计采用法兰连接方式，法兰符合GB/T9113-2000《整体钢制管法兰》的规定。

5.2流量计的安装

★流量计的安装须按GB3836.15-2000标准的有关规定进行。

★流量计周围不得有强外磁场干扰和强烈的机械振动，安装前应根据其使用要求审核使用环境条件，以便正常使用。

★流量计在室外安装时，上部应有遮盖物，以防雨水浸入和烈日曝晒而影响流量计的使用寿命.

★流量计可任意角度安装，流体的流向应同流量计上标明的流向一致，且在流量计的上、下游应分别保证有3DN和ON的直管段长度。

★为不影响流体正常输送，可按图5所示安装旁通管道，在正常使用时必须锁闭旁通管道阀门。

★必要时应在流量计上游处(3DN以上)安装过滤器(本厂可配套)，以滤除介质中的颗粒杂物。

★在管道施工时，应考虑安装伸缩管或波纹管，并根据流量计的实际尺寸合理铺设上、下游管道，以免对流量计产生严重的拉伸或扭转应力。

★流量计应与管道同轴安装，并防止密封垫片和黄油进入管道内腔。

★流量计必须按可靠接地，但不得与强电系统共用地线:在管道安装或检修时，不得把电焊系统的地线流量计搭接。

★在使用过程中，用户不得自行更改防爆系统的连接方式和任意改动各引线接口.引入电缆的外径为φ8mm~φ8.5mm，同时冗余引入孔应用堵塞进行封堵，必要时应严格按照GB3836.1, GB3836.2, GB3836.4的有  关要求进行操作。安全栅到流量计之间允许分布电容和分布电感分别为0. 2μF和0.3mH。

 警告:

▲当流量计需要有信号远传时，应严格按有关“电气性能指标”接入外电源(≤24VDC)，严禁在信号输出口处直接接入220VAC或380VAC电源。

▲安装流量计时，严禁在流量计出入口法兰处直接进行电焊，以免烧坏流量计内部零件。

▲对于新安装或检修后的管道务必进行吹扫，去除管道中的杂物后方能安装流量计。

▲管道安装完毕后进行密封试压时，应注意流量计压力传感器所能承受的压力，以免损坏流量计压力传感器。

六、使用

6.1 环境条件

环境温度:-20℃~+40℃;  相对湿度:5%-95%;  大气压力:70kPa~106kPa。 

6.2流体条件

被测流体应为无漩涡的单相气体(包括空气)，且无较大颗粒、纤维等杂质；

被测流体的流量、压力范围应在流量计规定的范围之内;

被侧介质温度范围:-30℃~+80℃。

6.3 附件的使用

a.Z型体积修正仪使用方法

6.3.1工作状态下显示方式(见图6)

    总量(标准体积)最多可保留小数后4位，数字溢出后自动进位。

    流量(标准体积)最多可保留小数后2位，数字溢出后自动进位，值为999999m3/h。

    工况体积流量百分示值.实际工况体积流量与设置的工况流量上限比值。

    温度示值范围为-50℃~+150℃，压力示值最小可保留一位小数，值为9999kPa,温度、压力示值以2秒间隔巡回显示。

    电池容量百分示值，当显示40%时提示用户应注意电池欠压，20%时要求用户在一个月内更换电池。

6.3.2设定参数显示方式

   各设定参数通过操作按键显示于10位LCD屏上，其定义、符号和显示方式见表3。

6.3.3操作按健

      仪表具有设置Set键、位选Shift键、计数Number键和复位RST键(内置)四个键。可对各按键进行操作，各按键功能如下:

    Set键(K1):选择显示状态和参数设定的有效确认。

    Shift键(K2):改变被设定参数的位置，从右到左逐位移动。

    Number键(K3):逐次递加改变设定参数的数值:切换显示标况和工况累积总量。

    RST键((K4):系统硬件复位和仪表显示返回初始工作状态。

6.3.4参数的设定

    为了防止恶意改变仪表参数，影响计量精度，本仪表特设置密码功能。在修改和设定各参数时，必须对仪表进行密码确认，经正确确认后，才能对各参数进行设定(当允许对某参数中某位数进行设定时，则该位数字闪烁显示以示区别).

    密码的确认

    按Set键至显示密码状态时，顺按Number键和Shift键，从右至左逐位把数值设定为相应密码，然后按Set键进行确认。

    参数的设定

    密码经正确确认后，则可对各项参数进行修改或设定。按Set键至被修改或设定的参数状态，顺按Number键和Shift键从右至左进行逐位设定，数值设定正确后再按Set键进行确认.各参数设定完毕后按RST键，退出设定状态，仪表返回初始工作状态。设定参数操作后，按Set键且在两分钟内不进行任何键操作，则仪表自动返回初始工作状态。

      注意:厂家密码(PP)之后的各参数在仪表出厂时均已设里妥当，用户不得任惫改动，以免影响仪表计量精度或正常工作。

6.3.5接线方法

6.3.5.1外电源及输出接线柱图见图7，各引线定义、功能如下:

      GND——内电源负极

      VM_AH——工况流量上限报警输出

      GND——内电源负极

      VM_AL——工况流量下限报警输出

      GND——内电源负极

      BAT_AT1——3.1V欠压报警输出

      BAT_AL2——3.2V欠压报警输出

      GND——内外电源负极

      PULSE——标准脉冲信号输出

      B——RS-485通信B端

      A——RS-485通信A端

      G1——外电源负极

      FOUT——工况脉冲信号输出

      EV_V——外电源正极

注:各接线可见体积修正仪后盖。内部各传感器引线在仪表出厂时均已接好，请勿随惫更改，若黑拆卸，应按仪表后盖接线图参照对应标志进行接线。

6.3.5.2电流模块输出接线

        24V+—24V外电源正极(三线制或二线制)

        Io—(4-20) mA电流输出(三线制或二线制)

        24V_—24V外电源负极(三线制)

6.3.5.3 Z型体积修正仪航空插座接线图见图8

    1—外电源正极        4—RS485通信A端

    2—工况脉冲信号输出  5—RS485通信B端

    3—外电源负极        6—悬空

6.3.5.4系统接线

(a)二线制4mA~20mA输出连接方式

(b)三线制4mA~2OmA翰出连接方式

(c)脉冲信号输出连接方式(三线制)

(d)标准脉冲信号输出连接方式(二线制)

(e)RS-485通讯输出连接方式

(f)欠压报警输出连接方式(两路)

(g)工况流量报警输出连接方式

(h)远程数据采集连接方式

6.3.6 (4~20)mA两缝制标准摸拟信号输出使用说明

6.3.6.1两线制

    (4~20)mA电流输出电路电压与外接负载回路电阻关系为:RL(max)=(Vs-13)/20mA=(24-13)V/20mA=550Ω，则配接负载电阻应选R1≤550Ω。电源电压与外接负载回路电阻关系见图10，回路负载电阻应在工作区内选择。

6.3.6.2三线制

    (4~20) mA电流输出电路电压与外接负载回路电阻关系为:RL(max)=(Vs-2)/20mA=(24-2)V/20mA=11000。则配接负载电阻应选RL≤1100Ω，电源电压与外接负载回路电阻关系见图10，回路负载电阻应在工作区内选择。

6.3.7内置电池电源的使用

6.3.7.1电池的更换方法

    在危险场所使用时要确认安全后才能打开体积修正仪后盖，更换时打开铅封和后盖，拆拔二芯接线插针，卸下电池盒盖，取出旧电池。更换同型号电池((2节1' 3. 6V锉电池)，注意正负极性。更换电池应在通风良好，无气体泄漏的情况下进行，并使用同型号电池。

b.W型体积修正仪使用方法

6.3.1显示方式

6.3.1.1正常工作状态和指示状态显示方式见表4.

6.3.1.2设定参数显示方式

      各设定参数通过操作按键显示于10位LCD屏上，其定义、符号和显示方式见表5。

6.3.2操作按键

    仪表具有设置(K1)、位选(K2)、计数(K3)和复位(K4)四个键，对各按键进行操作，各按键功能如下:

      设置键(K1):选择显示状态和参数设定的有效确认。

      位选键(K2):改变被设定参数的位置，从右到左逐位移动。

      计数键(K3):逐次递加改变设定参数的数值。

      复位键(K4):系统硬件复位和仪表显示返回初始工作状态。

6.3.3参数的设定

    为了防止恶意改变仪表参数，影响计量精度，本仪表特设置密码功能。在修改和设定各参数时，必须对仪表进行密码确认，经正确确认后，才能对各参数进行设定(当允许对某参数中某位数进行设定时，则该位数字闪烁显示以示区别)。

      密码的确认

    按动仪表的设置键(K1)至显示为密码状态(P)时，顺按位选键(K2)和计数键(K3)，从右到左逐位把数值设定与原密码相同，然后按设置键(K1)进行确认。

      参数的设定

密码经确认后，则可对各项参数进行设定，按设置键(K1)至被设定的参数状态，顺按位选键(K2)和计数键(K3)从右到左逐位设定，数值设定正确后再按设置键(K1)进行确认，并进入下一参数设定状态。

各参数设定完毕后按复位键(K4)仪表返回初始显示状态。

    注意:各参数在仪表出厂时均已设定妥当，请勿任意改动，以免影响仪表计量精确度和正常工作。当对流量计进行重新标定时，可按上述方法对有关参数进行设定。

6.3.4系统接线

6.3.4.1 W型体积修正仪外部接线如图11所示，各引线功能如下:

       J4 EX-V—外电源正极(6-24VDC)

          FOUT—工况脉冲信号输出

          GND—接地线

          PULSE—标准脉冲信号输出

          BAT-OUT—低电压检测信号输出

        J5 A—RS-485通信A端

           B—RS-485通信B端

          Io+—二线制(4-20) mA输出正极

          Io-—二线制(4-20) mA输出负极

6.3.4.2 W型体积修正仪内部内线功能如下:

       J6 T1, T2—温度信号愉入

          INi.INZ—流量信号输入

6.3.4.3流量计系统接线参见图9，必要时须按要求配接规定的安全据等关联设备。

6.3.5(4~20) mA两线制标准模拟信号输出使用说明

      参见图10及文字说明

6.3.6内置电池的使用

      在危险场所使用时要确认安全后才能打开体积修正仪后盖，卸下电池盒护盖上的螺钉并翻开护盖，取出旧电池，按电池盒内的极性标志装上新电他((1节2

称3.6V锂电池)，然后盖上电池盒护盖，并拧紧螺钉固定好电池盒护盖，最后装上体积修正仪后盖即可。更换电池应在通风良好，无气体泄漏的情况下进行，

并使用同型号电池。

6.3.7流量计的读数

6.3.7.1流量计的相关计量参数均在体积修正仪的液晶屏上显示，可实现直接流量计量读数。

6.3.7.2流量计的一次仪表与体积修正仪采用特殊连接结构，当流量计因安装环境限制，影响正常读数时，可对体积修正仪进行0-3400的任愈角度旋转，以方便读数。

6.3.8使用注意事项

6.3.8.1当本产品在“0”区时，向安全栅供电的电源变压器应符合GB3836.4-2000第“8.1”条要求。

6.3.8.2不允许更换元器件或结构，以免影响防爆性能。

七、包装、运输及贮存

7.1流量计应装入牢固的木箱内(中、小口径可装泡沫加纸箱)，不应在箱内自由窜动，搬运时应小心轻放，不允许野蛮装卸。

7.2流量计的运输及贮存应按JB/T9329-1999《仪器仪表运输，运输贮存基本环境条件及试验方法》要求。

7.3流量计的贮存应符合以下条件:

a.防雨防潮；b.不受机械振动或冲击；c.温度范围:-10℃ -+40℃；d相对湿度；不大于95%；e.环境不含腐蚀性气体。

八、开箱及检查

8.1 开箱时应检查外部包装的完好性，根据装箱单核对箱内物品数量、规格、检查仪表及配件的完整性。

8.2 随机文件

      a.装箱单:

      b.使用说明书;

      c.产品检定证书;

      d.产品合格证;

      e.产品使用情况反馈单。