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一、天然氣流量計的工作原理分析
天然氣流量計的原理是在管道中心安放一個渦輪，兩端由軸承支撐。當(dāng)流體通過管道時，沖葉片，對渦輪產(chǎn)生驅(qū)動力矩，使渦輪克服摩擦力矩和流體阻力矩而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。在一定的流量范圍內(nèi)，對一定的流體介質(zhì)粘度，渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流體流速成正比。由此，流體流速可通過渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度得到，從而可以計算得到通過管道的流體流量。
渦輪的轉(zhuǎn)速通過裝在機(jī)殼外的傳感線圈來檢測。當(dāng)渦輪葉片切割由殼體內(nèi)*磁鋼產(chǎn)生的磁力線時，就會引起傳感線圈中的磁通變化。傳感線圈將檢測到的磁通周期變化信號送入前置放大器，對信號進(jìn)行放大、整形、產(chǎn)生與流速成正比的脈沖信號，送入單位換算與流量積算電路得到并顯示累計流量值；同事亦將脈沖信號送入頻率電流轉(zhuǎn)換電路，將脈沖信號轉(zhuǎn)換成模擬電流量，進(jìn)而指示瞬時流量值。
二、天然氣流量計在輸油管道中的設(shè)計應(yīng)用
1.天然氣流量計的主要性能
額定壓力：四兆帕；長度：六百毫米；流量范圍：每小時五十立方米至二百五十立方米；壓降：在zui大流量下壓力損失小于四十千帕(以水為測試介質(zhì)時)；總質(zhì)量：小于四十公斤。能在零下四十一攝氏度至零上四十六攝氏度的環(huán)境下正常工作。表頭同時顯示瞬時流量和累積流量，并可切換顯示總累積流量、批累積量、瞬時流量計介質(zhì)溫度，讀數(shù)方便，清晰直觀。
所配置的通訊接口，傳輸距離不小于九百米。儀表系數(shù)應(yīng)用多段非線性修正，根據(jù)不同流量點對應(yīng)的儀表系數(shù)，插值計算出天然氣流量計的儀表系數(shù)。溫度補(bǔ)償功能：基準(zhǔn)溫度二十?dāng)z氏度，不同的油品采用不同溫度體積系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。計量精度：零點二級。
2.天然氣流量計的設(shè)計
天然氣流量計由流量傳感器和流量積算儀組成。
*，流量傳感器的設(shè)計。天然氣流量傳感器是天然氣流量計的基本單元，主要由整流器、導(dǎo)流體、渦輪、感應(yīng)線圈、槽頭接頭、提手等組成。它基于動力矩平衡原理，當(dāng)流體流經(jīng)傳感器時，在整流器和導(dǎo)流體作用下得到整流并加速由于渦輪葉片與流體流向成一定角度，在加速流體的作用下，葉輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩，客服摩擦力矩和流體阻力矩后，渦輪開始旋轉(zhuǎn)。在一定流量范圍內(nèi)，渦輪轉(zhuǎn)速與流體體積流量成正比。葉輪旋轉(zhuǎn)切割磁力線，周期性地改變線圈中的磁通量，式線圈兩端感應(yīng)與流體體積流量成正比的脈沖信號，該信號經(jīng)放大、濾波、整形后送入流量積算儀。
渦輪。渦輪由導(dǎo)磁不銹鋼材料制成，裝有螺旋葉片，葉片數(shù)為六片，葉片傾角為三十五度，葉片與內(nèi)殼間的間隙為零點八毫米。
整流器。天然氣流量計特性與管線內(nèi)的速度分布有很大的關(guān)系，因此保證進(jìn)入流量計的流體具有均勻的速度分布，是提高計量的準(zhǔn)確性一個重要的前提條件。因此研制的天然氣流量計內(nèi)置了整流器。整流束管子的數(shù)目為四十二。通過增加整流器，可以減少流量計前后直管段的長度，提高計量精度，減小體積和重量。
第二，流量積算儀的設(shè)計。流量積算儀作為流量計的計算顯示部分，采用高新年微功耗的集成芯片，配有脈沖輸出、四毫安至二十毫安模擬信號輸出和通訊接口。積算儀接收傳感器的信號，并進(jìn)行運(yùn)算處理，就地顯示與顯示窗口上。其主要特點如下：
采用高性能微功耗的集成芯片，整機(jī)多功能，功耗低。
可切換顯示總累積流量、批累積量、瞬時流量及介質(zhì)溫度，清洗直觀，讀數(shù)方便。
配有脈沖輸出，四毫安至二十毫安模擬信號輸出，通訊接口。
內(nèi)置高容量三點六伏鋰電池供電，壽命長，更換方便，電池壽命可達(dá)兩年以上。
軟件中此阿勇了多段非線性修正，把生產(chǎn)過程中由于加工精度造成的儀表誤差通過軟件計算修正到標(biāo)準(zhǔn)值以內(nèi)。
內(nèi)置式溫度傳感器，可以再線補(bǔ)償由于溫度引起的變化量。
在軟件包中內(nèi)置了汽油、噴氣燃料和柴油的體積膨脹率，通過設(shè)置的切換開關(guān)，可對不同油品進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
溫度補(bǔ)償。流體的體積隨溫度的變化而變化，一般來說，溫度升高，體積膨脹，流體的這種屬性成為熱膨脹性，用熱膨脹率表示。不同流體具有不同的熱膨脹率。
下面通過示例，計算不同介質(zhì)溫度每升高一攝氏度時的體積變化率，對于柴油，當(dāng)密度為每立方米八百三十千克時，溫度體積系數(shù)為零點零零零八四，當(dāng)溫度升高一攝氏度時，體積變化率為千分之零點八四，若溫度變化十?dāng)z氏度的話，將會引起百分之零點八四的計量誤差。
當(dāng)輸送原油時，溫度對體積的影響很大，當(dāng)溫度變化十?dāng)z氏度時，會引起百分之一點二三的計量誤差，而儀表流量計的計量度都可達(dá)到百分之零點五，只從提高儀表的精度出發(fā)，而不考慮被測介質(zhì)溫度的變化是不準(zhǔn)確的，不能滿足計量交接的要求。溫度補(bǔ)償?shù)哪康木褪菍崪y油品的流量值轉(zhuǎn)換成可代計量交接的編制溫度調(diào)節(jié)(以二十?dāng)z氏度為基準(zhǔn))下的流量值。
3.天然氣流量計的標(biāo)定
確定流量計儀表系數(shù)及度分析天然氣流量計屬于速度式流量計，在一定的流范圍內(nèi)，對一定的流體介質(zhì)粘度，渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流體的流速成正比。
天然氣流量計采用活塞式體積管進(jìn)行檢定。流量范圍：每小時零點五六立方米至五百六十立方米、準(zhǔn)確度我百分之零點零三。根據(jù)規(guī)程要求，在流量每小時二十五立方米至二百五十立方米的范圍內(nèi)進(jìn)行檢定，對每個檢定點進(jìn)行九次檢定，檢定時記錄每個檢定點的條件。對不同流量工況下的檢定結(jié)果進(jìn)行分析，天然氣流量計的線性度、重復(fù)性、精度分別為千分之零點一五二，千分之零點零三一和千分之零點零點一五八。
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