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智能流量积算仪_图文

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(体积修正仪)

概 述
FCM型流量补偿仪是我公司专门为气体涡轮、罗茨、 旋进、涡街、工业皮膜表等带脉冲信号输出的气体流量计 配套而设计生产的智能化二次仪表,能将流量计(或传感 器)输入的工况脉冲信号换算成流量计在工作状态下的流 量并进行累积,同时能根据检测或设置的介质温度值和压 力值,将工况流量和总量转化到标准状态下的体积流量和 总量。该产品根据用户要求,设计有四种结构形式,并具 备多种信号输出接口,可方便与其它二次仪表或计算机系 统联网组成网络管理系统,主要技术处于国内先进水平, 是城市燃气、石油、化工、冶金等行业气体流量计的理想 配套仪表。

温压补偿智能流量积算原理框图
温压补偿智能流量积算仪由压力、温度检测模拟通道和流量检测数字通道以及微处 理单元组成,微处理器控制温度和压力通道选择放大和 AD 转换,得到介质的温度值和 压力值,并按气态方程进行温压补偿和自动进行压缩因子修正。同时,智能流量积算仪 还配有多种外围电路及输,输出 4 ~ 20mA 直流信号、脉冲信号和 RS485 通讯接口。
用 户 设 备

1688886

Rate

18.8

RS485

D/A 转换器

脉冲驱动放大

液晶驱动

EEPROM 存储器

温度传感器

仪表放大器

A/D 转换

微 处 理 器
按键

电 源

压力传感器

流量传感器

低频模块

流量计算数学模型
智能流量积算仪采用低频信号或高频信号对输入信号进行 计数处理,并根据真实气态方程进行流量计算:
(FCM-I型采用高频信号,计高频信号频率; FCM-Ⅱ型为低频信号,计低频脉冲信

号的周期)

Z n Pg ? Pa Tn Qn ? ? ? ? Qg Zg Pn Tg

式中: Qn — 标准状态下的体积流量(m3/h) Z — 标准状态下的气体压缩系数 Z — 工作状态下的气体压缩系数 P — 流量计压力检测点处的表压(kPa) P — 当地大气压(kPa) P — 标准大气压(101.325kPa) T — 标准状态下的绝对温度(293.15K) T — 介质工况条件下的绝对温度(273.15+t)K t — 被测介质摄氏温度(℃) Q — 未经修正的体积流量(m3/h)
n
g g

a n

n

g

g

Qg = f*3600/K 对于高频方式:

;f为高频信号频率 ;T为低频信号脉宽

Q= 对于低频方式: g 1/T*3600/K

说明:低频方式由于频率较低,仪表系数小,在目前采 用计频率的方式下,瞬时流量波动较大,因此,对瞬时 流量必须采用计脉宽方式,以保证瞬时流量的正确。
补偿仪对压缩因子的修正采用天然气的压缩因子模型, 可按AGA NX-19中的公式进行计算,也可采用物性算法 SGERG-88方程(具体见GB/T17747.3) 。

天然气压缩因子模型AGA NX-19及SGERG-88方程的区别
AGA NX-19 Zn/Zg=f(P,t,Mn,Mc) 1.仅须输入天然气真实相 对密度和氮气、二氧化碳 的摩尔分数,简单实用。 2.普通多元多次方程,计 算相对简单使用。 3.不确定度≤±0.5%; 4.适用场合:非贸易计量 场合或准确度为C级要求 的贸易计量场合。 SGERG-88 Zn/Zg= f (P,t,Hs,Mn,MH,d) 1.输入天然气相应的物性参数, 包括标准状态下的高位发热量 Hs、标准状态下的密度、 2. 三维维里方程,算法复杂。

3.不确定度≤±0.1%;
4.适用场合:贸易计量场合。

注意事项:瞬时流量由于采用低频方式,为测量脉冲周期(间隔)的办法, 在下个脉冲信号到来之前,瞬时流量值保持不变。因此只有当机械计数器进 位时,瞬时流量才会变化,但当经过15分钟还没脉冲到来时,瞬时流量归零。

主要功能与特点
◆ 压力温度检测直接采用传感器信号,并进行非线性 修正,准确度高。 ◆ 具备四种补偿方式:温度压力自动检测补偿、压力 检测温度设定补偿、温度检测压力设定补偿、温度压力 设定补偿,选择方法由用户设置。
◆ 采用微功耗技术,在国内独家将内电池使用寿命加 长到五年以上。 ◆ 采用KELLER公司的高可靠性高精度压力传感器,压 力检测准确可靠。 ◆ 采用整体烧结型Pt100铂电阻,可靠性高,稳定性好。

◆ 外部输出与表头CPU系统实现电气全隔离设计,避免 了工频等信号的干扰。

主要功能与特点
◆ 设计有独特的开关隔离电源,仅有外电源(24V或 5V)流量计也可正常工作,包括两线制4~ 20mA方式。 ◆ FCM-II型可同时满足高频和低频信号信号输入,方便 与涡轮或罗茨流量计配套。 ◆ 设计有独特的DC-DC电源变换系统,保证了电池电压 在2V~3.6V时,表头均可在3.0V的稳定电压下正常工作, 大大提高准确性与可靠性。 ◆ 三种历史数据记录方式可设定选择:1200次启停的 时间与净流量记录、最近920天日记录、最近1200条定 间隔时间记录,记录参数包括时间、流量、总量、温度、 压力等。

主要功能与特点
◆ 多种脉冲输出方式可设定选择:未修正工况脉冲、修 正后的工况脉冲、与标准流量成正比的频率信号(满度 1000Hz)、 定标脉冲信号(与IC卡控制器配套)。 ◆ 定标脉冲信号(与IC卡控制器配套)的脉冲宽度 与单位脉冲代表体积量可根据需要设定,并具备电池欠 压与关阀报警信号输出,可方便地与各IC卡控制器厂家 的产品配套,操作方便,适应性强。
◆两线制与三线制4mA-20mA可选,模块化设计,CPU自 动识别。 ◆具备8段非线性插值修正功能,可根据用户需要提高 计量精度与测量范围度。 ◆多物理量参数报警:工况流量、标况流量、压力、温 度等的上下限报警,方便构成控制系统。报警物理量与 报警上下限值由设置选择。

主要功能与特点
◆仪表参数分用户参数1和2及厂家参数,且均有密码保护, 方便可靠。 ◆采用RS485接口可与TM-I型、TM-II型数据采集器 配套,或GPRS无线通信装置配套,组成电话网络、宽带网 络和GPRS无线网络通信管理系统,通信管理软件可实现完 善的无人值班自动管理功能。 ◆高可靠性:采用了多种硬软件可靠性措施保证补偿仪 的可靠性,如数据滤波技术,同一参数的多单元存储与三 取二比较法,硬软件看门狗功能,压力与温度传感器故障 的自诊断,压力、温度、流量等参数突变的防护措施等。

主要技术参数
准确度等级、最大允许误差和重复性
准确度等级 综 合 压力示值 温度示值 流量计算 最大允许 误差 最大允许 误差 0.5级(Pmax≤0.5MPa) ±0.5% 1.0级(Pmax≤10MPa) ±1.0%
±0.5%FS(<1/3P
max)

±0.3%(≥1/3P*ma ±0.3%FS(<1/3Pmax) ±0.5%(≥1/3P*max) ) x ±0.7℃ 或 ±0.3% ±1.0℃

最大允许 误差
最大允许 误差

或 ±0.4%

±0.1%

±0.3%

注1: Pmax为压力传感器的上限绝对压力。 注2: 流量计算误差包括流量脉冲计数和计算处理的误差。

● 使用条件
a.环境温度:-25℃~+55℃; c.相对湿度:5%~95%; d.大气压力:70kPa~106kPa; e.可测温度范围:-40℃~ +55℃; f.可测压力范围:≤Pmax(压力传感器量程, 0.2MPa、0.5MPa、 1.0MPa、 2.0MPa)。



温度压力标准参比条件:

20℃,101.325kPa(默认值),符合GB/T17291-1998要求,也可根 据需要进行调整。

●工作电源功耗
a.外电源:+24VDC±15%,适用于4mA~20mA输出、脉冲输出、 RS485等,功耗〈1W。; +5VDC±10%,纹波≤±5%,仅适用于RS485 ,功耗〈1W。 b.内电源:1组3.6V锂电池,平均功耗≤1mW,可连续使用五年以 上。

●输入信号
a.脉冲信号:高频信号(0~5kHz,Vpp=3V);

低频信号(单位脉冲0.1m3~10m3,Vpp=3V; b.温度传感器:Pt100铂电阻; c.压力传感器:压阻式传感器,3.0V供电时信号输出幅度 ≤70mV。

●流量、温度、压力的采样周期
最小采样周期 或频率 流量 压力 温度 2s 4s 4s 最大采样周期 或频率 2s 8s 8s 备注 固定周期 可设置 可设置

●脉冲输出方式:
a.工况脉冲信号,直接将流量传感器检测的工况脉冲信号经光耦 隔离放大输出,高电平≥20V,低电平≤1V。 b.与标准体积流量成正比的频率信号,经光耦隔离放大输出,高 电平幅度≥20V,低电平幅度≤1V。满量程对应频率1000Hz。 c.定标脉冲信号,与IC卡阀门控制器配套,高电平幅度≥2.8V, 低电平幅度≤0.2V,单位脉冲代表体积量可设定范围:0.01m3~ 10.00m3。

● RS485通信:
可直接与上位机或二次仪表联网,远传流量计有关数据,波特 率:9600bps。

● 4mA~20mA标准电流信号
与标准体积流量成正比,4mA对应0m3/h,20mA对应最大标准体积 流量(该值可设定),制式:两线制或三线制,CPU可根据所插电流 模块自动识别,并正确输出。

●控制信号输出
a.上、下限报警信号(UP 、LP): 光电隔离开集电极(OC)输出,正常状态OC门截止,报警状态OC门 导通,最大负载电流50mA,工作电压+12VDC~+24VDC。 b.关阀报警(BC)和电池欠压报警(BL)输出(IC卡控制器用): 逻辑门电路输出,正常输出低电平,幅度≤0.2V;报警输出高电平, 幅度≥2.8V,负载电阻≥100kΩ。

●实时数据存贮功能,由设定选择以下三者之一
a.起停记录:最近的1200次启停时间、净流量记录。

b.日记录:最近920天的日期、零点时刻的温度、压力、标准体积 流量和总量记录。 c.定时时间间隔记录:920条定时时间间隔的日期时间、温度、压 力、标准体积流量和总量记录。

●防爆等级:ExiaⅡCT4;

防护等级:IP65。

总 量 tatal 标 况
Std Flow

1 3 5 8 6 5. 7 6 8 9 m3 2 8 0. 2 m3/h 2 5. 3℃
工 况
Oper Flow

外电源

1 0 3. 8 2 7 8. 5

m3/h
kPa

显示屏

温 度
Temp.

压 力
Press.

次序 1

操作 第1次按SET键

显示内容 P A S S _ _ ××××

定义 用户参数2密码

备注 输入正确后按SET键进入2 不正确2分后退出设定状态 * 按INC 键由TDS、TBQZ、 ROOTS循环 * 若设为不分段修正案n 再按 SET键直接进入12;设为y进 入4。 *C—表示后面还有修修正点; n—此修正点为最后修正点,再 按SET键进入12密码修改

2

第2次按SET键

P r o d u t d s d n ×××× F_ ××××××.×× y 1_ _ _ _ ××××.× ±××.× % C(n) P A S S ××××

产品序号设定 * 仪表口径设定 仪表系数设定 是否分段修正 * 修正点序号与流量点 修正点误差 是否为最后一个修正点* 用户参数2密码修改

3

第3次按SET键

4

第4-11次按SET 键 第12次按SET键

12

13
14

第13次按SET键
按RST键

同第2次内容
S A P A S_ ×××× 设置参数确认,输入确认码 1111 存贮所有设置参数 确认码错误2分后退出,放弃 输入的参数,读出原储存 参数 结束后进入正常计量状态

15

按SET键或RST键

E E P r o_s u C C

第5次按SET键

×××× _ ×× _ ×× ×× _×× PE_ 4(8) 20A _ ×××××× ××××× ×××× ×××× PA-y

北京时间年月日设定 时分设定 温度压力取样周期(秒) 20mA对应标准体积流量 报警物理量上限值 报警物理量下限值 报警物理量 * 对应物理量是否在流量计报警输 出 **

年只设十、个位数

第6次按SET键

* Flo.o 工况流量报警 (m3/h);FLo.S 标准流量报警 (m3/h);PrES 压力报警(kPa); tEnP 温度报警(℃); **以上四个物理量只能选择一个 报警输出

第7次按SET键

P u L _ n o d _ _ × V o l. ××.×× C u r ×××××

脉冲输出方式 * 单位定标脉冲对应标准体积量 (m3) 两线制电流输出满度调整9000~ 10999 **

* 0:未经修正的工况脉冲输出; 1: 定标脉冲输出; 2: 与标准体积流量成正比的频率 信号输出; 3: 经线性修正后的工况脉冲输出 ; 无外电源时输出方式为1;有外电 源时输出方式默认为3; ** 对应满量程电流调整倍数 0.9—1.0999

质量的保证措施
●主要器件采用国际著名厂家产品: 压力传感器——瑞士KELLER公司; 微处理器等电子器件——美国TI、BB、MAXIM、LINEAR等公司; 除接插件外均采用SMD器件。 ●焊接:由深圳专业电子厂采用自动贴装和回流焊接,确保焊接质量; ● 电子部件采用超声清洗和多层专用防潮剂保护,环境适应能力强; ● 所有产品均采用自动检测调试,人为因素少,可靠性好; ●所有产品均经48h、-20~+60℃的高低温动态老化合格后出厂,稳定性 好。






用户应根据使用要求正确选择相应型号的补偿仪:

FCM-Ⅰ型:可与罗茨流量计配套,适合于要求温度、压力进行自动检测 补偿的场合,输入信号可以是高频,也可以是低频; FCM-Ⅱ型:可与气体涡轮流量计配套,适合于要求温度、压力进行自动 检测补偿的场合,输入信号可以是高频,也可以是低频;

● 压力量程的选择
由于补偿仪压力示值误差采用相对误差计算(大于1/3Pmax),因此 应根据流量计使用的实际最大介质压力正确选择传感器量程,使介质压 力波动范围处在1/3Pmax~Pmax范围内。压力传感器可选量程(Pmax, 绝压)为: 0.2MPa; 0.5MPa; 1.0MPa; 2MPa ; 5MPa; 10MPa 。





流量补偿仪自动调试台

主要性能和技术指标:
◆检测参数:内电流、3V主电源电压、脉冲输出频率、高低电平、外电源电流; ◆调试和校准参数:压力(0 ~ 2MPa自动调试和校准,气压;0 ~ 4MPa半自动调试 和校准,液压)、温度(0 ~ 100℃); ◆压力标准精度:±0.075%FS。

自动老化检测系统

流量补偿仪的最终质量控制措施
我公司设计有四套全自动温湿交变高低温老化系统,对所有的温压补偿仪进行 高低温动态检测老化,主要技术指标: ◆老化温度:-30℃、 + 20 ℃、+60℃三个温区; ◆老化时间:48小时。 ◆检测参数:压力检测精度、温度检测精度、流量计算与累积精度,表头的内 工作电流、外电流、3V主工作电源、脉冲输出频率与高低电平的幅值等; ◆结果判断:对任何一个参数在老化过程中出现超限的均视为不合格品,禁 止出厂。 因此,通过48小时的高低温动态老化运行检验,可以有效地保证了出厂产 品(表头)的质量可靠。目前,在国内的流量计制造厂家中,该系统是独一无 二的。


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