智能气体涡轮流量计

产品概述

一、概述
LWQ型气体涡轮流量计是一种精确测量气体流量的速度式流量仪表，具有结构简单轻巧、计量精度高、重复性好、测量范围宽、安装维修方便等优点。广泛应用于石油、化工、冶金、航空、科研等部门及工业领域中多种气体，如天然气、城市煤气、丙烷、丁烷、空气、氮气等气体的测量。由于仪表精度高、重复性好，故适用于贸易计量及工业过程检测。
气体涡轮流量计在线测量时，其介质密度随温度和压力变化而变化，为精确测量，必须同时跟踪检测介质的温度和压力，并将不同工况下的体积流量换算成标准状态或约定状态下的体积流量。
由于该型流量计集温度、压力、流量传感器于一体，在线跟踪检测介质温度和压力并进行自动补偿、压缩因子修正运算，因此具有优良的低压和高压计量性能，特别适用于各种单相气体的测量，如天然气等气体的精确计量。根据用户的不同要求，共公司客提供不同精度等级的涡轮流量计。
二、主要特征
1)精度高、重复性好、压力损失小、抗震性能好；
2)采用优质轴承，摩擦阻力小，密封性好，手名称；
3)集微处理器、流量传感器、高精度温度、压力传感器于一体，直接测量被测气体的流量、温度、压力，并自动进行流量跟踪补偿和压缩因子修正运算；
4)仪表具有脉冲信号、模拟信号输出，可通过RS485通讯接口或采用GPRS系统，直接实现计算机数据的集中采集和实时管理；
5)功耗低，可用内电池供电，也可外接电源；
6)具有实时数据存储功能，可防止更换电池或突然掉电时数据丢失，在停电状态下，内部数据可保存；
7)可与IC卡预付费系统配套使用，便于贸易结算；
8)防爆产品其防爆标志位ExibIIBT4，ExibIIBT6
三、技术性能
 3.1 执行标准
 GB/T 18940-2003《封闭管道中气体流量的测量 涡轮流量计》
3.2 精度等级
1.0级：Qmax-0.2max  ±1.0%   0.2 Qmax-min  ±2.0% 
1.5级：Qmax-0.2max  ±1.5%   0.2 Qmax-min  ±3.0%
未特殊注明产品，按照1.5级精度出厂，其余精度，订货时，需要特殊说明定制。
3.3 流量计型号规格、基本参数（见表1）
表1

规格型号	公称通径DN(mm)	流量范围(m3/h)	压损（kPa）	始动流量（m3/h）	安装方式
LWQ-25Y	25	4-40	2.0	1.3	法兰
LWQ-25M		7-70	2.0	1.6	法兰
LWQ-32Y	32	4-40	2.0	1.3	法兰
LWQ-32M		7-70	2.0	1.6	法兰
LWQ-50Y	50	8-100	1.1	1.5	法兰
LWQ-50M		12-150	2.5	2.0	法兰
LWQ-80Y	80	15-250	1.3	1.3	法兰
LWQ-80M		20-400	2.5	3.0	法兰
LWQ-100Y	100	20-400	1.1	3.2	法兰
LWQ-100M		35-650	3.0	5.0	法兰
LWQ-150Y	150	50-1000	1.3	15	法兰
LWQ-150M		80-1600	2.8	22	法兰
LWQ-200Y	200	80-1600	1.2	16	法兰
LWQ-200M		130-2500	2.5	20	法兰
LWQ-250Y	250	135-2500	2.0	28	法兰
LWQ-250M		250-4000	2.5	30	法兰
LWQ-300Y	300	250-4000	2.0	30	法兰
LWQ-300M		350-6500	2.8	35	法兰

3.4 使用条件
3.4.1 标准状态条件：P=101.325kPa    T=293.15k
3.4.2 使用条件：
    a.环境温度：-25～+80℃               b.介质温度：-20～+60℃ 
c.相对湿度：5～95%                   d.大气压力：86kPa～106Kpa
 3.5 电气性能指标
  3.5.1 工作电源
   a.内仪表电源：1节3.6VDC锂电池，电池电压在3.1～3.6V时均可正常工作；
   b.内GPRS电源：1节6.6VDC锂电池，电池电压在5.0～6.6V时均可正常工作；
   c.外供电源：+24VDC±15%，纹波≤±5%，适用于4～20mA输出，脉冲输出，RS-485等；
  d.外供电(太阳能)GPRS电源：+5VDC～+7VDC。
 3.5.2 整机功耗：外电源，<1W
 内仪表电源，平均功耗≤1mW,可连续工作五年以上。
 内GPRS电源：按照日平均通讯次数（2-12次），可连续工作一至五年。
3.5.3 脉冲输出方式
1）基表脉冲信号：（用于对仪表的标定）：
直接将流量传感器检测的基表原始脉冲信号经放大器输出，高电平≥20V，低电平 ≤1V。
 2）修正后工况脉冲信号（或标准体积流量）：
 由软件设置，默认为修正后工况体积流量脉冲输出，幅值为：高电平≥20V，低电平≤1V。
  3）当量脉冲信号（用于IC卡控制器输入）：
  a.TTL输出幅度0～3V，输出脉冲宽度≥50ms。
  b.OC输出。
 3.5.4 电流输出：
 4～20mA标准模拟电流输出功能
 与标准体积流量成正比，4mA对应0 Nm³/h，20mA对应标准体积流量（该值可设定）。
 输出形式为：二线制
 3.5.5 RS485通信
通过内部的RS485标准接口能与个人计算机和PLC等主机连接，进行串行通信。可显示介质压力、温度、瞬时流量、累积标准流量、电池电压等。
四、流量计使用方法
1、表头实现功能 ：
1．带温度/压力传感器接口。温度可配接Pt100或Pt1000，压力可接表压或绝压传感器；
2．输出信号多样化，可根据客户要求选择两线制4-20mA输出、三线制脉冲输出、当量输出和485通讯；
3．具有的非线性修正功能，大大提高仪表的线性；
4．具有软件频谱分析功能，提高了仪表抗干扰和抗震的能力；
6．超低功耗，一节干电池全性能工作可维持至少3年；
7．工作模式可自动切换，电池供电、两线制、三线制；
8．自检功能，有丰富的自检信息；方便用户检修和调试。
9．具有独立密码设置，参数、总量清零和校准可设置不同级别的密码，方便用户管理；
 2、 流量使用及设置
2.1 工作状态
仪表上电时，将进行自检，如果自检异常，将显示自检错误界面（自检界面说明参照自检菜单），大约1～2秒后跳转到主界面。否则将直接跳转到主界面。主界面启动后如下图所示：

 
主界面
1 总量：累积流量，显示值可保留4位小数，值为9999999999；当设置显示工况累积时，m³会显示出来，当设置显示标况累积时，m³不会显示。
2 工况流量：显示值最小保留3位小数，值为9999m³/h ；
3 标况流量：显示值最小保留3位小数，值99999Nm³/h；
4 压力：显示值最小保留3位小数，值为9999，单位有Kpa供选择，压力范围0-20000Kpa（表压），超出此范围，压力（Press）会闪烁；
5 温度：显示值范围为-50℃-300℃，超出此范围，温度（Temp）会闪烁；
6 “   ”：运行供电模式显示，为电池供电提示，并显示电池电量。
2.2按键说明
仪表通过按键进行参数设置，一般在使用时要通过按键手动设置一些参数。仪表有四个按键，从左到右顺序为SET、SHT、INC、RST四个键，按键说明如下：

符号	名称	功能
SET	设置键	1.进入参数设置；2、切换显示各参数项；3、修改和设置参数后进行确认保存新参数值。
SHT	移位键	使参数的各位轮流闪烁
INC	加数键	使参数闪烁的某位从0到9循环
RST	退出键	退出参数设置界面，进入流量显示界面

2.3参数设置
为了防止恶意修改仪表参数，影响计量精度，本仪表特设置多级密码功能。在设定或修改参数时，必须先对相应密码进行确认，经确认后，才能对参数进行设定和修改。当允许对参数的某位进行修改和设定时，则相对应数字闪烁显示以示区别。参数设置方法，按设置键（SET）至液晶上显示为密码设置，顺按移位键（SHT）和加数键（INC），从左至右逐位把数值设定为相应参数的密码，然后按设置键（SET）进行确认。
2.3.1流量各参数设置
设置选项设置仪表工作所需的运算参数，为了防止人为误操作，进入此选项需要输入密码。输入正确密码后，即进入相对应的参数设置界面，密码界面如下：
       
2.3.2用户参数设置：
     用户参数主要设置仪表使用时需要设置的参数，现场使用工程师可以修改。按设置键（SET）至液晶上显示为密码设置，顺按移位键（SHT）和加数键（INC），从左至右逐位把数值设定为“1000”，然后按设置键（SET）进入用户参数设置。
PASS——密码输入（1000）；

功能码/ 显示	次序	按键操作				功能描述
		SET	SHT	INC	RST
F0	101	保存换项	移位	改变数值	退出	下限截止频率，单位：Hz
FS	102	保存换项	移位	改变数值	退出	流量量程，单位：Nm3/h或m3/h；根据“ISEL（123）”选项选择电流输出变量。流量量程对应20mA的电流输出；
Gr	103	保存换项	移位	改变数值	退出	天然气的相对密度，无量纲，该参数由气分析报告提供。若不需压缩因子修正，只需将此项参数设置为0。
N2	104	保存换项	移位	改变数值	退出	天然气中氮气的摩尔百分含量。该参数由气分析报告提供；
CO2	105	保存换项	移位	改变数值	退出	天然气中二氧化碳的摩尔百分含量。该参数由气分析报告提供；
CA	106	保存换项	移位	改变数值	退出	通讯序号，即为仪表表号，输入范围1-255；
Cr	107	保存换项	——	切换	退出	通讯波特率，有1200、2400、4800、9600、19200、38400供选择
CP	108	保存换项	——	切换	退出	通讯校验方式，0：无、1: 奇、2： 偶
ST	109	保存换项	移位	改变数值	退出	设定温度，单位：℃，当温度传感器损坏或温度设定时采用此温度值进行补偿。
SGP/SAP	110	保存换项	移位	改变数值	退出	设定压力，单位：KPa。SGP:设定表压，SAP:设定绝压，当压力传感器损坏或压力为设定值时采用此压力值进行补偿。
LP	111	保存换项	移位	改变数值	退出	当地大气压，单位：KPa
dc	112	保存换项	移位	改变数值	退出	抗震系数，输入范围：0-9
DT	113	保存换项	移位	改变数值	退出	阻尼时间，输入范围：0-30
POT	114	保存换项	——	切换	退出	脉冲输出方式，CPU:脉冲修正输出，pin：传感器原始脉冲输出
EC	115	保存换项	移位	改变数值	退出	当量系数，输入范围：0.00001-10
TS	116	保存换项	移位	改变数值	退出	介质类型选择，只参考，此项未开发。
TLUN	117	保存换项	移位	改变数值	退出	累积流量显示类型选择、累积流量通讯数据选择。个数值（累积流量显示类型）：0为标况累积，单位为Nm3；1为工况累积，单位为m3。第二个数值（累积流量通讯数据）：0为标况累积通讯输出，单位为Nm3；1为工况累积通讯输出，单位为m3。
FLUN	118	保存换项	移位	改变数值	退出	工况、标况显示单位选择。个数值（工况单位）：0为m3/h；1为m3/min；第二个数值（标况单位）：0为Nm3/h，单；1为Nm3/min。
PUN	119	保存换项	移位	改变数值	退出	压力单位选择:0为Kpa，1为Mpa
DATE	120	保存换项	移位	改变数值	退出	时间设置，年、月、日
clock	121	保存换项	移位	改变数值	退出	时间设置，时、分、秒
rc	122	保存换项	移位	改变数值	退出	恢复出厂参数，输入数值3，按设定键，即可将设置参数恢复为出厂参数
ISEL	123	保存退出	移位	改变数值	退出	电流输出变量，“0”为标况瞬时流量输出，“1”为工况瞬时流量输出。

2.3.3出厂参数设置
出厂主要设置仪表系数、温度传感器类型及系数、压力传感器类型及系数和电流输出校准。设置出厂菜单中的参数影响仪表的性能和准确度，正常使用时无需操作此菜单中的参数。按设置键（SET）至液晶上显示为密码设置，顺按移位键（SHT）和加数键（INC），从左至右逐位把数值设定为“2000”，然后按设置键（SET）进入用户参数设置。
PASS——密码输入（2000）；

功能码/ 显示	次序	按键操作				功能描述
		SET	SHT	INC	RST
F1	201	保存换项	移位	改变数值	退出	流量分段，频率1，单位Hz
C1	202	保存换项	移位	改变数值	退出	流量分段，系数1，单位1/m3
F2	203	保存换项	移位	改变数值	退出	流量分段，频率2，单位Hz
C2	204	保存换项	移位	改变数值	退出	流量分段，系数2，单位1/ m3
F3	205	保存换项	移位	改变数值	退出	流量分段，频率3，单位 Hz
C3	206	保存换项	移位	改变数值	退出	流量分段，系数3，单位1/ m3
F4	207	保存换项	移位	改变数值	退出	流量分段，频率4，单位Hz
C4	208	保存换项	移位	改变数值	退出	流量分段，系数4，单位1/ m3
F5	209	保存换项	移位	改变数值	退出	流量分段，频率5，单位Hz
C5	210	保存换项	移位	改变数值	退出	流量分段，系数5，单位1/ m3
F6	211	保存换项	移位	改变数值	退出	流量分段，频率6，单位 Hz
C6	212	保存换项	移位	改变数值	退出	流量分段，系数6，单位1/ m3
F7	213	保存换项	移位	改变数值	退出	流量分段，频率7，单位Hz
C7	214	保存换项	移位	改变数值	退出	流量分段，系数7，单位1/ m3
F8	215	保存换项	移位	改变数值	退出	流量分段，频率8，单位 Hz
C8	216	保存换项	移位	改变数值	退出	流量分段，系数8，单位1/ m3
F9	217	保存换项	移位	改变数值	退出	流量分段，频率9，单位Hz
C9	218	保存换项	移位	改变数值	退出	流量分段，系数9，单位1/ m3
C10	219	保存换项	移位	改变数值	退出	流量分段，系数10，大于频率9的流量，都用系数10进行运算，系数设置同频率的系数。单位1/m3
AC	220	保存换项	移位	改变数值	退出	平均仪表系数，单位1/ m3
TST	221	保存换项	——	切换	退出	温度输入模式，有Pt1000、Pt100、设定三种模式。
TC	222	保存换项	移位	改变数值	退出	温度传感器系数
T0	223	保存换项	移位	改变数值	退出	温度传感器零点
NT	224	保存换项	——	切换	退出	标况温度，用于标况转换计算，有0℃、20℃两种供选择
PST	225	保存换项	——	切换	退出	压力输入，AP:绝压传感器，GP：表压传感器，SAP:设定绝压，SGP:设定表压
PG	226	保存换项	——	切换	退出	压力增益，压力放大系数，范围0-7.
PC	227	保存换项	移位	改变数值	退出	压力传感器系数
P0	228	保存换项	移位	改变数值	退出	压力传感器零点
IC	229	保存换项	移位	改变数值	退出	电流系数 ，通过电流输出校准得到
I0	230	保存	移位	改变数值	退出	电流零点，通过电流输出校准得到
SC	231	保存换项	移位	改变数值	退出	保存出厂参数设置，输入数值3，按设定键，即可将设置的参数保存为出厂参数。

2.3.4电流输出校准
电流输出校准影响仪表的性能和准确度，正常使用时无需操作此菜单中的参数。按设置键（SET）至液晶上显示为密码设置，顺按移位键（SHT）和加数键（INC），从左至右逐位把数值设定为“5000”，然后按设置键（SET）进入用户参数设置。
电流校准，电流输出有偏差时，可通过此界面校准电流输出。校准需准备万用表等相关测量仪表，没有测量仪表请不要校准电流。校准电流：选择4mA，这时将标准仪表测得数据输入实测电流值，再按设置键（SET）选择20mA，，这时将标准仪表测得数据输入实测电流值，按（SET）键确认可以看到电流校准成功。
 
2.3.4总量清零

    设置键（SET）至液晶上显示为密码设置，顺按移位键（SHT）和加数键（INC），从左至右逐位把数值设定为“3000”，然后按设置键（SET）进入用户参数设置。界面如下： 
总量清零有两种方法，一种是修改数字清零，通过移位键(SHT)移位，从左往右依次通过修改键（INC）改变数字大小，直至清零；另外一种是直接清零，将TFCLK右边数值“0”设置为“3”，按设置键（SET）即可清零。 
2.3.5密码
  通过此选项可分别修改用户参数、出厂参数及累积流量清零的密码，按设置键（SET）至液晶上显示为密码设置，顺按移位键（SHT）和加数键（INC），从左至右逐位把数值设定为“6210”，然后按设置键（RST）进入密码设置。
 
PASS——密码输入（6210）；

功能码/ 显示	次序	按键操作				功能描述
		SET	SHT	INC	RST
PSET	601	保存换项	移位	改变数值	退出	用户参数密码
PSET	602	保存换项	移位	改变数值	退出	出厂参数密码
PSET	603	保存换项	移位	改变数值	退出	总量清零密码

1	2	3	4	9	10	11	12	13	14
VCC	S1	S2	GND	IP+	VP+	VP-	IP-	T1	T2

                                                                                       流量信号               压力传感器      温度传感器
仪表接受处理后的信号，并可以为信号处理板供电，接线方法如下：
VCC: 供电电源 3V
S1:频率输入
GND: 公共地
压力传感器：
    IP+：压力传感器电源+；
VP+：压力传感器信号+；
       VP-，压力传感器信号-；
       IP-，压力传感器电源-；
温度传感器（Pt100或Pt1000）：
       T1：       Pt100（1）
       T2：       Pt100（2）
3.2外接线端子说明
1.接线端子说明

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
A	B	I-	I+	V+	V-	PL	DL	IC	BC	BL	GND

A:  RS-485通讯 A
B:  RS-485通讯 B
I-:  电流输出-
I+:  电流输出+
V+：供电电源 DC24V+
V-：供电电源   0V
FL: 脉冲输出
DL: 当量输出
IC:当量输出（IC卡控制器当量输入）
BC: （IC卡控制器）
BL: （IC卡控制器）
GND：公共地（IC卡控制器） 
IC卡控制器接法：
IC:当量输出+
GND:输出-
2.电流输出拨码开关设置
4-20mA电流输出类型有三种（两线、三线、四线），电路板需要调整跳线帽切换电流输出类型，设置方法如下：

电流输出类型	拨码	接线
两线制电流	1/2短接	+24V、I+
三线制电流	1/2短接	+24V、0V、I+
四线制电流	2/3短接	+24V、0V、I+、I-

3.输出接线说明

1. 两线制电流接法：

    

2. 
   三线制线制电流接法：

  
c. 四线制电流输出：

 
d.三线制脉冲接法：
 

d.三线制脉冲接法： 
 
 

f.RS485通讯接法：

   
4.1.10供电电源
 
1）无外电源的场合：流量计在无外电源安装使用时，可由内置电池供电，使用时间自出厂后2年以上。
2）流量计需要流量脉冲信号输出时，需外电源供电，供电电压+24VDC。
3）流量计需要4mA~20mA电流信号输出时，需加+24VDC外电源。
4）流量计需要RS485数据通讯时，需加+24VDC电源。
4.1.11欠压指示电池更换办法
欠压指示：积算仪中的CPU不断地检测内部电池电压，当液晶上电池符号闪烁时，表示电池电压已
低于2.5V，用户需在30天内更换电池，在此段时间内，系统仍能正常工作。
 
警告：更换电池时不能将电池组件引线短路，否则引起安全问题。

• 选型与安装

5.1 流量计选型
1、使用范围
1）要求流量范围度小于依照表1，且对始动流量有较严格的场合。
2）不存在间隔时间短，流量波动幅度大的流体介质
3）适用于天然气、城市煤气、压缩空气、氮气等
5.2、规格的确定
用户应根据管线输气量，介质可能达到的温度和压力范围，估算出管线的和体积流量，正确选择流量计规格。当两种口径流量计均能覆盖和体积流量时，在压力损失允许下，应选小口径。一句标准状态下的工期流量范围及介质压力，计算工作状态下的流量范围，选型公式如下：
Qg=Zg/Zn*Pn/(Pg+Pa)*Tg/Tn*Qn=101.325/(Pg+Pa)*(1/Zn/Zg)*(Tg/293.15)Qn
式中：Tg为介质工况条件下温度(K)；Pg为介质压力（KPa）；Pa为当地大气压（KPa）；Qg为工况条件下的体积流量（m³/h）；Qn为标准状态下的体积流量（Nm³/h）；Zn、Zg分别代表标准状态下的压缩系数和工况条件下的压缩系数。因计算步长较大，表中数据按天然气真实密度Gr=0.600，氮气和二氧化碳摩尔分数均为0.00计算。当介质压力低于0.1Mpa，均可按Zn/Zg=1.00估算。
选型计算按照公式计算。
5.3 选型实例
已知某一供气管线实际工作压力为0.5MPa～0.6Mpa（表压），介质温度范围为-10～+40℃，供气峰值量为400～500Nm³/h。当地大气压为101.3kPa，要求确定流量计的口径。
 分析：由于前面表1中给出的流量范围为实际工作状态下的流量范围，因此需先将标况流量换算成工况流量，在选择合适的口径。
 计算：当介质压力、温度时（估算选型可不考虑天然气压缩因子的影响），此时当处于供气峰期时具有体积流量，所以有：
          ………   (2)
          同理，当介质压力、温度时，此时当处于供气谷期时具有最小体积流量，所以有：
          ………………………(3)
          即工作状态下介质的流量范围227.2～933.7m³/h，由表1查得，需选取LWQ-150B
      5.3.1 流量计外形（图1）

      5.3.2 流量计外形尺寸（见表2）  表2
    

型号	通径 mm	L	D	K	n	d	螺栓规格	常规耐压 MPa
LWQ-25	25	200	115	85	4	φ14	M12×50	4.0
LWQ-40	40	200	150	110	4	φ18	M16×55
LWQ-50	50	200	165	125	4	φ18	M16×60
LWQ-65	65	200	185	145	4	φ18	M16×65	1.6
LWQ-65	65	240	185	145	4	φ18	M16×65
LWQ-80	80	240	200	160	8	φ18	M16×70
LWQ-100	100	300	220	180	8	φ18	M16×80
LWQ-125	125	300	250	210	8	φ18	M16×80
LWQ-125	125	450	250	210	8	φ18	M16×80
LWQ-150	150	450	285	240	8	φ22	M20×80
LWQ-200	200	450	340	295	12	φ22	M20×90
LWQ-250	250	450	403	355	12	φ26	M24×90
LWQ-300	300	450	460	410	12	φ26	M24×100

六、安装注意事项
尊敬的用户，您好！您在安装使用此仪表时，应注意以下事项：
1. 用户在安装气体涡轮流量传感器时，应在表前安装过滤器。
注：凡因不安装过滤器导致叶轮轴承损坏的，不在保修范围内。
2.仪表在使用前，应提前清扫管线。
注：凡因不清扫管线或管线清扫不净导致叶轮轴承损坏的，不在保修范围内。
3.在安装流量计时，绝不可将流量计安装后焊接管线，以免造成流量计内芯烧坏。若流量计因焊       接管线烧坏内芯，不在保修范围内。
4.仪表在使用时，应缓慢开启阀门，待管道充满气体后，再打开大阀门，防止叶轮损坏。
如果是温度压力补偿型使用时，应先开启仪表上压力传感器阀门。
安装传感器时，仪表前直管段不应小于20倍DN，仪表后直管应不小于10倍DN。