1、TDSTDS型智能旋进流量计型智能旋进流量计 旋进流量传感器结构与工作原理旋进流量传感器结构与工作原理压电传感器压电传感器旋涡发生体旋涡发生体整流器整流器旋进流量传感器工作原理旋进流量传感器工作原理 通过计算机流体仿真方法得知，在流道的有限区域内，存在通过计算机流体仿真方法得知，在流道的有限区域内，存在流体振动强度相近，频率相同，但相位差为流体振动强度相近，频率相同，但相位差为180180的两振动点，但的两振动点，但对于压力脉动或管壁振动等干扰信号，其相差却为对于压力脉动或管壁振动等干扰信号，其相差却为0 0。在无干扰信号时两传感器输出信号特征图在无干扰信号时两传感器输出信号特征图 差分 通过
2、采用双传感器技术和差动式放大电路，即可有效地将压通过采用双传感器技术和差动式放大电路，即可有效地将压力波动或机械振动等共模干扰信号剔除，使流量计具有较强的抗力波动或机械振动等共模干扰信号剔除，使流量计具有较强的抗压力脉动干扰能力和较强的抗机械振动干扰能力。压力脉动干扰能力和较强的抗机械振动干扰能力。双传感器差动方式提高抗干扰能力双传感器差动方式提高抗干扰能力TDSTDS型旋进流量计结构图型旋进流量计结构图四通阀结构演示采用独特的双传感器技术和相位比较技术，解决了压电式传感器在采用独特的双传感器技术和相位比较技术，解决了压电式传感器在流量测量领域使用时存在的抗压力波动与机械振动差的缺陷。流量测量
3、领域使用时存在的抗压力波动与机械振动差的缺陷。一体化结构可直接对介质的温度、压力进行自动补偿和超压缩因子一体化结构可直接对介质的温度、压力进行自动补偿和超压缩因子修正，得到标准体积流量和总量。修正，得到标准体积流量和总量。无机械可动部件，可靠性较高、稳定性好、长期工作无需维护。无机械可动部件，可靠性较高、稳定性好、长期工作无需维护。对前后直管段要求低对前后直管段要求低,只须前只须前3D、后、后1D，安装方便。，安装方便。采用微功耗技术，内电池可长期工作，一组锂电池连续工作时间可采用微功耗技术，内电池可长期工作，一组锂电池连续工作时间可达五年以上。达五年以上。流量计表头可流量计表头可180。旋转
4、，安装使用简单方便。旋转，安装使用简单方便。设计有四通阀，便于压力校验与在线检定。设计有四通阀，便于压力校验与在线检定。几种双探头方案的性能比较几种双探头方案的性能比较在流体振动点对称安装两只探头在流体振动点对称安装两只探头有流量时无流量时优点：采用差动放大和相位比较，克服了优点：采用差动放大和相位比较，克服了“零流量零流量”时的压力时的压力波动等干扰波动等干扰;小流量计量准确小流量计量准确;有流量时：有流量时：传感器传感器A A：检测流体振动信号；：检测流体振动信号；传感器传感器B B：扩散段的杂波信号；：扩散段的杂波信号；差动放大后流体振动信号受干扰。差动放大后流体振动信号受干扰。无流量时
5、：无流量时：双探头：一前一后，且无相位比较双探头：一前一后，且无相位比较优点：可部分克服优点：可部分克服“零流量干扰零流量干扰”。缺点：不加相位比较电路，效果不佳；有流量时，流体振动信号受干扰严重。缺点：不加相位比较电路，效果不佳；有流量时，流体振动信号受干扰严重。几种双探头方案的性能比较几种双探头方案的性能比较有流量时：有流量时：传感器传感器A A和和B B：检测流体振动信号：检测流体振动信号,但但相位位相位位9090；不能进行差动放大。；不能进行差动放大。无流量时无流量时双探头：流体振动点内成双探头：流体振动点内成9090安装安装；且无相位比较且无相位比较；优点：可部分克服优点：可部分克服
6、“零流量干扰零流量干扰”。缺点：有流量时，流体振动信号无法差动放大。小流量干扰严重。且无相位比较电缺点：有流量时，流体振动信号无法差动放大。小流量干扰严重。且无相位比较电路，抗压力波动干扰效果不佳。路，抗压力波动干扰效果不佳。几种双探头方案的性能比较几种双探头方案的性能比较几种双探头方案的性能比较几种双探头方案的性能比较 由上分析可见，只有在流体振动截面内对称安装两只探头，才能使由上分析可见，只有在流体振动截面内对称安装两只探头，才能使流体振动信号为同相，而压力波动干扰信号为反相。达到克服流体振动信号为同相，而压力波动干扰信号为反相。达到克服“零流零流量走字量走字”和和“小流量受干扰小流量受干
7、扰”的问题。该结构为我公司专利。的问题。该结构为我公司专利。压电传感器压电传感器旋涡发生体旋涡发生体整流器整流器 流量计算数学模型流量计算数学模型 智能流量积算仪应可检测工况下的流速频率，并可根据真实气智能流量积算仪应可检测工况下的流速频率，并可根据真实气态方程进行流量计算，将工况下的流量转化为标准状态下的流量态方程进行流量计算，将工况下的流量转化为标准状态下的流量 Vn=Vn=（Zn/ZgZn/Zg）*（Pg/PnPg/Pn）*293.15/293.15/（273.15+t273.15+t）*VgVg 其中其中 Zn/Zg-Zn/Zg-压缩因子修正系数压缩因子修正系数 带下标带下标 n n表
8、示标准状态下的参数表示标准状态下的参数 g g表示工况状态下的参数表示工况状态下的参数 补偿仪对压缩因子的修正仅采用天然气的压缩因子模型，可按补偿仪对压缩因子的修正仅采用天然气的压缩因子模型，可按AGA NX-19AGA NX-19中的公式进行计算，也可采用中的公式进行计算，也可采用SGERG-88SGERG-88方程（具体见方程（具体见GB/T17747.3GB/T17747.3）流量计规格基本参数流量计规格基本参数压力损失曲线工作电源功耗工作电源功耗 a.a.外电源：外电源：+24VDC+24VDC15%15%，适用于，适用于4mA4mA20mA20mA输出、脉冲输出、输出、脉冲输出、RS
9、485RS485等，等，功耗功耗1W1W。；。；+5VDC+5VDC10%10%，纹波，纹波5%5%，仅适用于，仅适用于RS485 RS485，功耗，功耗1W1W。b.b.内电源：内电源：1 1组组3.6V3.6V锂电池，平均功耗锂电池，平均功耗1mW,1mW,可连续使用五年以上可连续使用五年以上。输入信号输入信号 a.a.脉冲信号：高频信号（脉冲信号：高频信号（0 05kHz5kHz，Vpp=3VVpp=3V）；）；低频信号（单位脉冲低频信号（单位脉冲0.1m30.1m310m310m3，Vpp=3VVpp=3V；b.b.温度传感器：温度传感器：Pt100Pt100铂电阻；铂电阻；c.c.压
10、力传感器：压阻式传感器，压力传感器：压阻式传感器，3.0V3.0V供电时信号输出幅度供电时信号输出幅度 70mV70mV。使使 用用 条条 件件 1.1.环境温度：环境温度：-30-30+60 2.+60 2.介质温度：气体介质温度：气体-20-20+80 +80 3.3.相对湿度：相对湿度：5%5%95%4.95%4.大气压力：大气压力：70kPa70kPa106kPa106kPa 主要技术参数主要技术参数脉冲输出方式脉冲输出方式 a.a.工况脉冲信号，直接将流量传感器检测的工况脉冲信号工况脉冲信号，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，高电平经光耦隔离放大输出，高电平20V
11、20V，低电平，低电平1V1V。b.b.与标准体积流量成正比的频率信号，经光耦隔离放大输与标准体积流量成正比的频率信号，经光耦隔离放大输出，高电平幅度出，高电平幅度20V20V，低电平幅度，低电平幅度1V1V。满量程对应频率。满量程对应频率1000Hz1000Hz。c.c.定标脉冲信号，与定标脉冲信号，与ICIC卡阀门控制器配套，高电平幅度卡阀门控制器配套，高电平幅度2.8V2.8V，低电平幅度，低电平幅度0.2V0.2V，单位脉冲代表体积量可设定范围：，单位脉冲代表体积量可设定范围：0.01m0.01m3 310.00m10.00m3 3。RS485RS485通信通信 可直接与上位机或二次仪
12、表联网，远传流量计有关数据，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：波特率：9600bps9600bps。4mA 4mA20mA20mA标准电流信号标准电流信号 与标准体积流量成正比，与标准体积流量成正比，4mA4mA对应对应0m3/h,20mA0m3/h,20mA对应最大标准体对应最大标准体积流量（该值可设定），制式：两线制或三线制，积流量（该值可设定），制式：两线制或三线制，CPUCPU可根据所插可根据所插电流模块自动识别，并正确输出。电流模块自动识别，并正确输出。控制信号输出控制信号输出 a.a.上、下限报警信号（上、下限报警信号（UP UP、LPLP）：）：光电隔离开
13、集电极（光电隔离开集电极（OCOC）输出，正常状态）输出，正常状态OCOC门截止，报警状态门截止，报警状态OCOC门导通，最大负载电流门导通，最大负载电流50mA,50mA,工作电压工作电压+12VDC+12VDC+24VDC+24VDC。b.b.关阀报警（关阀报警（BCBC）和电池欠压报警（）和电池欠压报警（BLBL）输出（）输出（ICIC卡控制器卡控制器用）：用）：逻辑门电路输出，正常输出低电平，幅度逻辑门电路输出，正常输出低电平，幅度0.2V0.2V；报警输出高；报警输出高电平，幅度电平，幅度2.8V2.8V，负载电阻，负载电阻100k100k。温压补偿仪主要功能与特点温压补偿仪主要功能
14、与特点 温压补偿仪以多年来用户的各种要求为前提，集我们多年微功耗仪表温压补偿仪以多年来用户的各种要求为前提，集我们多年微功耗仪表开发的经验而研制成功。功能强大，一种软件覆盖了用户的所有功能要求，开发的经验而研制成功。功能强大，一种软件覆盖了用户的所有功能要求，性能优越，可靠性高，稳定性好。性能优越，可靠性高，稳定性好。一体化结构，可直接对介质的温度、压力进行自动补偿和超压缩一体化结构，可直接对介质的温度、压力进行自动补偿和超压缩因子修正，得到标准体积流量和总量。因子修正，得到标准体积流量和总量。具备四种补偿方式：温度压力自动检测补偿、压力检测温度设定具备四种补偿方式：温度压力自动检测补偿、压力
15、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。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。采用采用KELLERKELLER公司的高可靠性高精度压力传感器，压力检测准确可公司的高可靠性高精度压力传感器，压力检测准确可靠。靠。采用整体烧结型采用整体烧结型Pt100Pt100铂电阻，可靠性高，稳定性好。铂电阻，可靠性高，稳定性好。外部输出与表头外部输出与表头CPUCPU系统实现全电气全隔离设计，避免了工频等系统实现全电气全隔离设计，
16、避免了工频等信号的干扰。信号的干扰。设计有独特的开关隔离电源，仅有外电源（设计有独特的开关隔离电源，仅有外电源（24V24V或或5V5V）流量计也）流量计也可正常工作，包括两线制可正常工作，包括两线制420mA420mA方式。方式。4mA4mA20mA20mA电流输出电流输出 4mA20mA电流输出电路电压与回路最大电阻关系：两线制两线制 RL(max)=(VS-13)/20mA 若VS=24V，则RL（max）=(24-13)V/20mA=550 三线制三线制 RL(max)=(VS-2)/20mA 若VS=24V 则RL（max）=(24-2)V/20mA=1100 流量计的安装流量计的安
17、装为了便于维修，不影响流体的正常输送，必须安装旁通管道。并保证为了便于维修，不影响流体的正常输送，必须安装旁通管道。并保证前直管段前直管段5DN5DN，后直管段，后直管段1DN1DN（对前直管段前有弯管、异径管、调（对前直管段前有弯管、异径管、调压阀等安装方式均适合）。压阀等安装方式均适合）。气体内含有较大颗粒或较长纤维杂物时气体内含有较大颗粒或较长纤维杂物时,必须安装过滤器。必须安装过滤器。流量计可以垂直安装或任意角度倾斜安装。流量计可以垂直安装或任意角度倾斜安装。流量计安装过程还应注意以下几个问题：流量计安装过程还应注意以下几个问题：（）室外安装时上部应有遮盖物，以免雨水浸入而影响流量计使
18、（）室外安装时上部应有遮盖物，以免雨水浸入而影响流量计使用寿命；用寿命；（）流量计周围不能有强的外磁场干扰及强烈的机械振动；（）流量计周围不能有强的外磁场干扰及强烈的机械振动；（）流量计必须可靠接地，但不得与强电系统地线共用。（）流量计必须可靠接地，但不得与强电系统地线共用。使用注意事项使用注意事项 1 1 产品外壳设有接地端子，用户在使用产品时应可靠接地。产品外壳设有接地端子，用户在使用产品时应可靠接地。2 2 现场安装、维护必须遵守现场安装、维护必须遵守“有爆炸性气体时勿开盖有爆炸性气体时勿开盖”的的警告语，并在开盖前关掉外电源。警告语，并在开盖前关掉外电源。3 3 流量计运行时不允许随意
19、打开后盖，更动内部有关参数，流量计运行时不允许随意打开后盖，更动内部有关参数，否则将影响流量计的正常运行。否则将影响流量计的正常运行。4 4 安装现场应不存在对铝合金有腐蚀作用的有害气体。安装现场应不存在对铝合金有腐蚀作用的有害气体。5 5 用户安装使用和维护产品时必须同时遵守用户安装使用和维护产品时必须同时遵守GB50058-92GB50058-92的的有关规定。有关规定。6 6 若输出信号为若输出信号为4mA4mA20mA20mA模拟信号时，为提高其准确度，模拟信号时，为提高其准确度，用户使用时应根据实际的最大标准体积流量值设定用户使用时应根据实际的最大标准体积流量值设定20mA20mA对
20、应对应之数值。之数值。7 7 产品在室外使用时建议加配防护罩。产品在室外使用时建议加配防护罩。压力传感器的保护压力传感器的保护用户在使用流量计时，应注意流量计的压力过载值为压力传感用户在使用流量计时，应注意流量计的压力过载值为压力传感器额定工作压力的器额定工作压力的1.51.5倍（即介质最高压力的倍（即介质最高压力的1.51.5倍）。因此在管道试倍）。因此在管道试压前，应打开压力保护装置的铅封，拧开外螺塞，用内六方扳手拧紧压前，应打开压力保护装置的铅封，拧开外螺塞，用内六方扳手拧紧内螺塞，这时即可试压。试压后将余压降低，再将内螺塞退出。再拧内螺塞，这时即可试压。试压后将余压降低，再将内螺塞退出
21、。再拧入外螺塞。如图入外螺塞。如图1717所示，再打上铅封。所示，再打上铅封。在线标定时，可以不拆压在线标定时，可以不拆压力传感器，将外螺塞换成专用力传感器，将外螺塞换成专用螺塞并与压力计相边，内螺塞螺塞并与压力计相边，内螺塞拧紧，即可对压力传感器进行拧紧，即可对压力传感器进行在线标定。标定后复原再铅封在线标定。标定后复原再铅封。防爆产品使用注意事项防爆产品使用注意事项本安型防爆产品本安型防爆产品产品外壳设有接地端子，用户在使用产品时应可告接地。产品外壳设有接地端子，用户在使用产品时应可告接地。该产品必须与防爆检验机构认定的安全栅相配才能构成本安防该产品必须与防爆检验机构认定的安全栅相配才能构
22、成本安防爆系统。连接电缆采用屏蔽电缆，屏蔽层在安全场所接地，电缆爆系统。连接电缆采用屏蔽电缆，屏蔽层在安全场所接地，电缆分布参数控制在分布参数控制在0.05uF/1mH0.05uF/1mH以内。以内。安全栅须装于安全场所，其安装使用维护必须遵守安全栅使用安全栅须装于安全场所，其安装使用维护必须遵守安全栅使用说明书。说明书。用户不得自行随意更换产品内的电气元件。用户不得自行随意更换产品内的电气元件。用户安装使用和维护产品时必须同时遵守用户安装使用和维护产品时必须同时遵守GB50058-92“GB50058-92“爆炸爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范和火灾危险环境电力装置设计规范”和和“中华人民
23、共和国爆炸危中华人民共和国爆炸危险场所电气安全元曲程险场所电气安全元曲程”的有关规定。的有关规定。防爆产品使用注意事项防爆产品使用注意事项隔爆型防爆产品隔爆型防爆产品产品外壳设有接地端子，用户在使用产品时应可靠接地。产品外壳设有接地端子，用户在使用产品时应可靠接地。现场安装、维护必须遵守现场安装、维护必须遵守“断电源后开盖断电源后开盖”的警告语。的警告语。安装现场应不存在对铝合金有腐蚀作用的有害气体。安装现场应不存在对铝合金有腐蚀作用的有害气体。防爆外壳最高温度不得大于防爆外壳最高温度不得大于130130。C C。维修和换电池必须在安全场所进行；当安装现场确认无可烯性气体存在维修和换电池必须在
24、安全场所进行；当安装现场确认无可烯性气体存在时，方可维修。时，方可维修。用户安装使用和维护产品时必须同时遵守用户安装使用和维护产品时必须同时遵守GB50058-92“GB50058-92“爆炸和火灾危险爆炸和火灾危险环境电力装置设计规程环境电力装置设计规程”和和“中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程”的有关规定。的有关规定。当使用外电源或外接信号时，电缆为橡胶电缆；若不用外电源和外接信当使用外电源或外接信号时，电缆为橡胶电缆；若不用外电源和外接信号，电缆引出孔须用盲板封牢。号，电缆引出孔须用盲板封牢。产品在室外便使时，须加防水罩。产品在室外便使时，须加防
25、水罩。隔爆型用于隔爆型用于IIII类类B B级级T4T4的可烯性气体的的可烯性气体的1 1区以下的危险场所。区以下的危险场所。流量计的检定流量计的检定流量计的检定周期一般为两年，检验方式：流量计的检定周期一般为两年，检验方式：1.1.误差合成法：对流量传感器精度、压力和温度分别进行检定，误差合成法：对流量传感器精度、压力和温度分别进行检定，再用误差合成办法；再用误差合成办法；2.2.系统综合检定法：直接标定标准流量或标准总量。系统综合检定法：直接标定标准流量或标准总量。适用范围适用范围 1.1.误差合成法：为常规方式，适于任何口径和压力等级的流量误差合成法：为常规方式，适于任何口径和压力等级的
26、流量计，或气体标准流量装置。计，或气体标准流量装置。2.2.系统综合检定法：适于低介质压力（系统综合检定法：适于低介质压力（0.2MPa0.2MPa以下）的流量计，以下）的流量计，或正压式气体流量标准装置（但压力必须覆盖流量计的介质压力或正压式气体流量标准装置（但压力必须覆盖流量计的介质压力等级）。等级）。选用该流量计的优点选用该流量计的优点:v 直接温度和压力补偿直接温度和压力补偿,一体化结构一体化结构,由电池供电由电池供电,使用方便使用方便;v结构简单结构简单,无旋转部件无旋转部件,对介质适应性强对介质适应性强,运行稳定可靠运行稳定可靠;v对介质的适应性强，无须安装过滤器和加油等保护措施。对介质的适应性强，无须安装过滤器和加油等保护措施。v采用独特的双传感器结构和电子电路处理技术采用独特的双传感器结构和电子电路处理技术,彻底解决了彻底解决了压力波动对计量准确性的影响压力波动对计量准确性的影响,计量准确计量准确;v对直管段要求低对直管段要求低(前前3D,3D,后后1D),1D),安装简单方便安装简单方便;v带有历史数据记录带有历史数据记录,可通过可通过RS485RS485或电话网络传输数据或电话网络传输数据,可实可实现管理与监控的自动化现管理与监控的自动化;v性能价格比高性能价格比高,安装与维护费用低安装与维护费用低,可提高用户效益。可提高用户效益。
