江蘇華云儀表有限公司

智能旋進旋渦流量計
一、概述：
智能旋進旋渦流量計是我公司開發研制的具有國內水平的新型氣體流量儀表。該流
量計集流量、溫度、壓力檢測功能于一體，并能進行溫度、壓力、壓縮因子自動補償，是石
油、化工、電力、冶金等行業用于氣體計量的理想儀表。

產品主要特點：
?  無機械可動部件，不易腐蝕，穩定可靠，壽命長，長期運行無須特殊維護；
?  采用 16 位電腦芯片，集成度高，體積小，性能好，整機功能強；
?  智能型流量計集流量探頭、微處理器、壓力、溫度傳感器于一體, 采取內置式組合,
使結構更加緊湊，可直接測量流體的流量、壓力和溫度，并自動實時跟蹤補償和壓
縮因子修正；
?  采用雙檢測技術可有效地提高檢測信號強度，并抑制由管線振動引起的干擾；
?  采用國內的智能抗震技術，有效的抑制了震動和壓力波動造成的干擾信號；
?  采用漢字點陣顯示屏，顯示位數多，讀數直觀方便，可直接顯示工作狀態下的體積
流量、標準狀態下的體積流量、總量，以及介質壓力、溫度等參數；
?  采用 EEPROM 技術，參數設置方便，可*保存，并可保存zui長達一年的歷史數
據；
?  轉換器可輸出頻率脈沖、4～20mA 模擬信號，并具有 RS485 接口，可直接與微機
聯網，傳輸距離可達 1.2km；
?  多物理量參數報警輸出，可由用戶任選其中之一；
?  流量計表頭可 360 度旋轉，安裝使用簡單方便；
?  配合本公司的 FM 型數據采集器，可通過因特網或者網絡進行遠程數據傳輸
?  壓力、溫度信號為傳感器輸入方式，互換性強；
?  整機功耗低，可用內電池供電，也可外接電源。

主要用途：
智能旋進旋渦流量計可廣泛應用于石油、化工、電力、冶金、城市供氣等行業測量各種
氣體流量，是目前油田和城市天然氣輸配計量和貿易計量的*產品。

結構與工作原理
流量計結構
流量計由以下七個基本部件組成
1.旋渦發生體
用鋁合金制成，具有一定角度的螺旋葉片，它
固定在殼體收縮段前部，強迫流體產生強烈的漩
渦流。

⒉ 殼體
本身帶有法蘭，并有一定形狀的流體通道，
根據不同的工作壓力，殼體材料可采用鑄鋁合金或不銹鋼。 
⒊ 智能流量計積算儀（原理見圖 3） 
由溫度、壓力檢測模擬通道、流量檢測數字通道以及 微處理單元、液晶驅動電路和其它
輔助電路組成，并配有外輸信號接口。
4. 溫度傳感器
以 Pt100 鉑電阻為溫度敏感元件，在一定溫度范圍內，其電阻值與溫度成對應關系。
5. 壓力傳感器
以壓阻式擴散硅橋路為敏感元件，其橋臂電阻在外界壓力作用下會發生預期變化，因此
在一定激勵電流作用下，其兩個輸出端的電位差與外界壓力成正比。
6. 壓電晶體傳感器
安裝在靠近殼體擴張段的喉部，可檢測出漩渦進動的頻率信號。
⒎ 消旋器
固定在殼體出口段，其作用是消除旋渦流，以減小對下游儀表性能的影響。
工作原理：
流量傳感器的流通剖面類似文丘利管的型線（圖 2）。在入口側安放一組螺旋型導流葉
片，當流體進入流量傳感器時，導流葉片迫使流體產生劇烈的旋渦流。當流體進入擴散段時，
旋渦流受到回流的作用，開始作二次旋轉，形成陀螺式的渦流進動現象。該進動頻率與流量
大小成正比，不受流體物理性質和密度的影響，檢測元件測得流體二次旋轉進動頻率就能在
較寬的流量范圍內獲得良好的線性度。信號經前置放大器放大、濾波、整形轉換為與流速成
正比的脈沖信號，然后再與溫度、壓力等檢測信號一起被送往微處理器進行積算處理，zui后
在液晶顯示屏上顯示出測量結果(瞬時流量、累積流量及溫度、壓力數據)。

流量積算儀工作原理：
流量積算儀由溫度和壓力檢測模擬通道、流量傳感器通道以及微處理器單元組成，并配
有外輸出信號接口，輸出各種信號。流量計中的微處理器按照氣態方程進行溫壓補償，并自
動進行壓縮因子修正，氣態方程如下：
„„„„„„(2)
式中：
Q N  ——標況下的體積流量(m 3 /h)；
Q V  ——工況下的體積流量(m 3 /h；
Pa ——當地大氣壓力（KPa）；
P ——流量計取壓孔測量的表壓（KPa）；
P N  ——標準狀態下的大氣壓力（101.325 KPa）；
T N  ——標準狀態下的溫度（293.15K）；
T ——被測流體的溫度（K）；
Z N  ——氣體在標況下的壓縮系數；
Z ——氣體在工況下的壓縮系數；
取 注：當用鐘罩或負壓標定時取 Z N /Z=1 ，對天然氣(Z N /Z) 1/2 =F Z 為超壓縮因子。按中國石油天然氣總公司的
標準 SY ／T6143 －1996  中的公式計算。
三、主要技術參數與功能
3.1 流量計規格、基本參數和性能指標（見表 1）
（表 1）
- 4 -
注：1.準確度：為溫度、壓力修正后的系統精度；
2. A、B 用以區別相同通徑不同流量范圍。
3.2 標準狀態條件：P=101.325KPa，T=293.15K
3.3 使用條件：
環境溫度：-30℃～+65℃
相對濕度：5%～95%
介質溫度：-20℃～+80℃
大氣壓力：86KPa～106KPa
3.4 電氣性能指標
3.4.1 工作電源：
A．外電源：＋24VDC±15%，紋波＜5％，適用于 4～20mA 輸出、脈沖輸出、報警輸
出、RS-485 等；
B．內電源：1 組 3.6V 鋰電池（ER26500），當電壓低于 3.0V 時，出現欠壓指示。
3.4.2 整機功耗：
A．外電源：<2W;
B．內電源：平均功耗 1mW，可連續使用兩年以上。
3.4.3 脈沖輸出方式：
A． 工況脈沖信號，直接將流量傳感器檢測的工況脈沖信號經光耦隔離放大輸出，高電
平≥20V，低電平≤1V；
B． 定標脈沖信號，與 IC 卡閥門控制器配套，高電平幅度≥2.8V，低電平幅度≤0.2V，
單位脈沖代表體積量可設定范圍：0.001m 3 ~100m 3 。單選擇該值時必須注意：定標
脈 沖信號頻率應≤900Hz。
C． 定標脈沖信號，經光耦隔離放大輸出，高電平≥20V，低電平≤1V。
3.4.4 RS－485 通信（光電隔離），可實現以下功能：
A．采用 RS－485 接口，可直接與上位機或二次表聯網，遠傳顯示介質的溫度、壓力和
經溫度、壓力補償后的標準體積流量和標準體積總量；
公稱通
徑 DN（mm）
類型*
流量范圍
(m3/ h)
工作壓力（MPa）
精確度等級
重復性
15  0.3-20
1.6
2.5
4.0
6.3
10
16
1.0
1.5
小于基本誤差
限值的 1/3
20  0.5-25
25  1.0～30
32  2.0～60
40  3.0～70
50
A 型  3.0～150
B 型  2.5～75
80
A 型  20～400
B 型  10～200
100
A 型  40～800
B 型  30～600
150
A 型  100～1800
B 型  40～900
200  180～3600  1.6;2.5;4.0
- 5 -
B．由 RS－485 接口與 Zigbee 網絡適配器配套，可組成內部無線局域網絡
3.4.5 4～20mA 標準電流信號（光電隔離）
與標準體積流量成正比，4mA 對應 0 m 3 /h， 20 mA 對應zui大標準體積流量（該值可在
一級菜單中進行設置），制式：兩線制或三線制，流量計可根據所插電流模塊自動識別，并
正確輸出。
3.4.6 控制信號輸出：
A．下限報警信號（LP）：光電隔離，高低電平報警，報警電平可設定，工作電壓＋
12V~+24V，zui大負載電流 50mA；
B．上限報警信號（UP）：光電隔離，高低電平報警，報警電平可設定，工作電壓＋
12V~+24V，zui大負載電流 50mA；
3.5 實時數據存儲功能
3.5.1 流量計為了適應數據管理方面的需要，增加了實時數據存儲功能，由設定選擇以下三
者之一：
A．起停記錄：zui近的 1200 次起停時間、總量、凈流量記錄。出廠默認項。對應通信協
議由公司另外提供）；
B．日記錄：zui近 920 天的日期、零點時刻的溫度、壓力、標準體積流量和總量記錄。
C．定時間間隔記錄：1200 條定時間間隔的日期時間、溫度、壓力、標準體積流量和總
量記錄。
3.5.2 通過電腦可讀取上述存儲數據，形成數據報表、曲線圖供分析。
3.6 網絡通信管理軟件功能
流量計與數據采集器配套，可通過線或寬帶網進行通信，對網絡中的每臺流量計的
歷史數據及參數進行讀取與設置，同時通信管理軟件可實現完善的管理功能。
3.7 防爆標志：ExdIIBT4;ExiaIICT4
3.8 防護等級：IP65
3.9 壓力損失
流量計實際壓力損失計算公式如下：
P P ? ? ?
205 . 1
1
?
„„„„„„„(1)
壓力損失曲線
- 6 -
式中：
Δ P 1 ——流量計實際壓力損失（KPa）；
ρ ——被測介質密度（kg/m
3 ）
Δ P ——介質為干空氣時流量計的壓力損失(KPa),其特性曲線見下圖
3.10 接線口：出線接口為 M20×1.5 內螺紋。
四、選型與安裝
4.1 流量計選型
在選型過程中應把握兩條原則；即：一要保證生產安全，二要保證使用精度。為此必須
落實三個選型參數，即近期和遠期的zui大、zui小及常用流量(主要用于選定儀表公稱通徑)、
被測介質的設計壓力(主要用于選定儀表的公稱壓力等級)、實際工作壓力(主要用于選定儀
表壓力傳感器的壓力等級)。
a. 當已知被測流量為工況體積流量時，可直接按表中的流量范圍選取適配的公稱通徑；
b. 當已知被測流量為標況條件下的體積流量時，應先將標況體積流量 Q N 換算為工況體積流
量 Qv，再按技術參數表中的流量范圍選取相應的公稱通徑；
c. 當兩種口徑流量計均能覆蓋zui低和zui高體積流量時，在壓損允許下，應盡量選小口徑；
d.勿使實際zui小流量 Qmin 低于所選公稱通徑流量計的流量下限；
e.流量范圍、公稱壓力有特殊要求時可協議訂貨。

流量計外形尺寸及安裝外形尺寸圖

流量計的外形尺寸如圖 3 所示，圖中未注尺寸列于表 1 中，流量計采用法蘭連接方式，
法蘭尺寸執行 GB/T9112～9113-2000 標準。
表 3 單位：mm
公稱通徑
Inside
Nominal
Diameter
DN(mm)
公稱壓力
Nominal
Pressure
(MPa)
外形尺寸
Outside Measurement（mm）
表體材質
Material of Outer Part
重量
Weight
(kg)
表體長度
Length of Outer
Part A
高度
Height H
不銹鋼
Stainless
steel
鋁合金
Alumin
um
alloy
20
1.6/2.5/4.0  160  360  √  √  6
6.3/10/16  160  365  √  8
25
1.6/2.5/4.0  180  367  √  √  7
6.3/10/16  180  378  √  10
32
1.6/2.5/4.0  200  383  √  √  9
6.3/10/16  200  402  √  12
40
1.6/2.5/4.0  200  383  √  √  9
6.3/10/16  200  402  √  12
50
1.6/2.5/4.0  230  403  √  11
6.3/10/16  230  421  √  14
80
1.6  330  438  √  √  11
2.5/4.0  330  438  √  18
6.3/10/16  330  446  √  21
- 9 -
100
1.6  410  468  √  √  14
2.5/4.0  410  475  √  18
6.3/10/16  410  483  √  33
150
1.6  585  542  √  √  21
2.5/4.0  585  549  √  52
6.3/10/16  585  572  √  72
200
1.6  700  618  √  √  41
2.5  700  626  √  117
4.0  700  634  √  127
4.4 流量計安裝
4.4.1 流量計的安裝
? 流量計安裝時，嚴禁在其進出口法蘭處直接進行電焊，以免燒壞流量計內部零件。
? 對于新安裝或檢修后的管道務必進行清掃，去除管道中的雜物后方能安裝流量計。
? 流量計應安裝在便于維修、無強電磁場干擾、無強烈機械振動以及熱輻射影響的場所；
? 流量計不宜用在流量頻繁中斷和有強烈脈動流或壓力脈動的場合；
? 流量計室外安裝時，上部應有遮蓋物，以防雨水浸入和烈日曝曬影響流量計使用
壽命；
? 流量計可任意角度安裝，流體的流向應與流量計上標識的流向*；
? 在管道施工中，應考慮安裝伸縮管或波紋管，以免對流量計造成嚴重的拉伸或斷裂；
? 流量計應與管道同軸安裝，并防止密封片和黃油進入管道內腔；
? 采用外電源時，流量計必須有可靠接地，不得與強電系統共用地線，在管道安裝或檢
修時，不得把電焊系統的地線與流量計搭接。
? 為了不影響流體正常輸送和便于維護，要求按圖 4 所示安裝旁通管道，并保證前
≥3DN、后≥1DN 的直管段；