船用油流量計(jì)

一、概況：

船用油流量計(jì)是一種能夠測(cè)量多種介質(zhì)且穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高的計(jì)量?jī)x表。特別適宜于計(jì)量粘度不高的輕質(zhì)油類和腐蝕性不大的酸堿性液體，同時(shí)它也具有較好的線性輸出參數(shù)，當(dāng)船用油流量計(jì)與具有多功能、多參數(shù)的顯示儀表組合為計(jì)量?jī)x表時(shí)，就能夠?qū)Ρ粶y(cè)物理量的累積流量、瞬時(shí)流量等進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)量。通過(guò)對(duì)船用油流量計(jì)及顯示儀表工作原理的分析，可以掌握在實(shí)際使用中對(duì)多種參數(shù)的選擇、調(diào)節(jié)、設(shè)定，大大提高計(jì)量準(zhǔn)確性。

船用油流量計(jì)由佳美儀表生產(chǎn)的流量傳感器，前置放大器和顯示儀根據(jù)GB/T1314—91ZBN12005-89的標(biāo)準(zhǔn)組成。傳感器具有精度高，耐高壓，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于安裝維修和輸出脈沖信號(hào)遠(yuǎn)距離傳送且外表美觀等特點(diǎn)。它廣泛用于水和氣體及工業(yè)流體，以及化工產(chǎn)品的液體體積流量的計(jì)量，更主要用于油田高低壓注水系統(tǒng)中水的檢測(cè)計(jì)量。軸承采用硬質(zhì)合金，既抗腐蝕又耐磨，此產(chǎn)品有測(cè)液體、氣體兩種系列。

二、特點(diǎn)：

船用油流量計(jì)具具有國(guó)內(nèi)的工作壓力達(dá)到50Mpa的流量計(jì)。主要用于油田注水系統(tǒng)對(duì)注水量的計(jì)量。同時(shí)還適用于各種高低壓水機(jī)系統(tǒng)作流量檢測(cè)。

采用全硬質(zhì)合金（碳化鎢）屏蔽式懸臂梁結(jié)構(gòu)軸承，集轉(zhuǎn)動(dòng)軸承與壓力軸承于一體，大大提高了軸承壽命，并可在有少量泥沙與污物的介質(zhì)中工作。

采用1Cr18Ni9Ti全不銹鋼結(jié)構(gòu)，（渦輪采用2Cr13），防腐蝕性能好。

采用釤鈷永磁合金作信號(hào)檢測(cè)器，輸出信號(hào)強(qiáng)，磁穩(wěn)定性好。

溫度范圍寬，可在0~120℃范圍內(nèi)正常的工作。

容易維修。流量計(jì)有自整流的結(jié)構(gòu)，小型輕巧，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可在短時(shí)間內(nèi)將其組合拆開，

內(nèi)部清洗簡(jiǎn)單。

三、前置放大器：

種類：普通放大器（簡(jiǎn)稱“I”）和防爆放大器（簡(jiǎn)稱“EX”）兩種。

組成：由可變磁組轉(zhuǎn)換器和放大部分組成，防爆放大器配防爆裝置。

信號(hào)傳輸距離：為有效值1~250m。

工作電源：12VDC、24VDC

輸出信號(hào)：方波、正弦波、4~20mA。

幅值：+12VDC供電時(shí)大約為10V、+24VDC供電時(shí)大約為20V。

防爆放大器標(biāo)志：dⅡBT3—T4

四、基本技術(shù)參數(shù)：

1、流量范圍

傳感器在擴(kuò)大流量范圍內(nèi)精度為±1.0%，在正常流量范圍內(nèi)精度為±0.5%。

介質(zhì)溫度為-20~120℃

環(huán)境溫度為-40~70℃

五、儀表結(jié)構(gòu)尺寸：

六、船用油流量計(jì)顯示儀表工作原理

根據(jù)我們對(duì)流量計(jì)工作原理的分析和探討，得知流量計(jì)輸出的信號(hào)是電脈沖數(shù)，因此儀表就是將單位時(shí)間的輸出脈沖和輸出脈沖的總數(shù)轉(zhuǎn)換成瞬時(shí)流量和流體總量，并把以上數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后通過(guò)數(shù)字量顯示。因而儀表的組成可以用圖4所示的方框圖表示：

6.1瞬時(shí)流量指示

瞬時(shí)流量指示的實(shí)質(zhì)，就是對(duì)瞬時(shí)頻率、脈沖信號(hào)的指示，是將信號(hào)處理后的頻率、脈沖線性地轉(zhuǎn)換成直流電信號(hào)而指示相應(yīng)的流量參數(shù)。如果是模擬儀表，標(biāo)尺常以頻率(Hz)數(shù)值分度，指示的頻率值f除以流量計(jì)儀表常數(shù)ξ就能夠得到瞬時(shí)體積流量值Q。如圖5所示的頻率瞬時(shí)指示原理方框圖。

經(jīng)過(guò)整形后的輸入頻率(脈沖)作用于計(jì)算電路的輸入端T，使電路中交替出現(xiàn)截止或?qū)▋煞N狀態(tài)，放大器輸出端脈沖波形被整形，與T的波形相反，當(dāng)放大電路出現(xiàn)截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，電源E通過(guò)外圍電路(或集成內(nèi)部)在儲(chǔ)能電容C中預(yù)存電荷；當(dāng)放大電路出現(xiàn)導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，C預(yù)存的電荷通過(guò)外圍電路(或集成內(nèi)部)迅速釋放。就這樣輸入的頻率(脈沖)經(jīng)過(guò)電子電路改變?yōu)榕c之相對(duì)應(yīng)的電流信號(hào)。電路里的電流指示儀表4即刻顯示該計(jì)量電流值I的多少，I＝q/T，而q＝C·E，f＝1/T(q為一個(gè)脈沖周期電容所充電荷量；C為電容量；E為電源電壓值；f為充放電頻率)。合并三式可得到公式(6)：

I＝C·E·f(6)

由公式(6)可知，當(dāng)電源電壓E和電容量C為常數(shù)時(shí)，電流I與輸入脈沖的頻率f成正比，當(dāng)更改外圍電路(或集成內(nèi)部)儲(chǔ)存電荷的電容C(1～n)參數(shù)或連接方式以及改變電路數(shù)據(jù)時(shí)，就可以得到不同介質(zhì)的流量測(cè)量范圍。在有些流量計(jì)結(jié)構(gòu)中，為了便于檢查指示儀表是否工作正常，在放大器輸入端設(shè)置有自檢電路裝置。它將振蕩器產(chǎn)生的恒定頻率脈沖信號(hào)送入后置電路，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)工作正常與否的目的。

6.2總量積算

前述我們介紹了流量計(jì)工作原理，通常還要計(jì)量在一定時(shí)間范圍內(nèi)，流量計(jì)流過(guò)介質(zhì)的體積或質(zhì)量的累積量，因此顯示儀表具有累積計(jì)算功能。下面我們根據(jù)流量計(jì)實(shí)際工況對(duì)一種累積值計(jì)算方法的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行分析。

圖6為一種應(yīng)用除法方案進(jìn)行累積計(jì)算的組成原理圖。

由圖6可知，此積算器構(gòu)成中包括了整形、累積脈沖計(jì)數(shù)、系統(tǒng)設(shè)定、總量積算、軟件數(shù)據(jù)的控制等。

其4個(gè)輸出端分別與四層波段開關(guān)的各層相連，通過(guò)軟件控制，組成了系統(tǒng)設(shè)定器。根據(jù)流量計(jì)系數(shù)ξ的值，可以在0～9,999(其他參數(shù)也可以)之間任意選擇設(shè)定系數(shù)。

由放大電路機(jī)構(gòu)輸出的脈沖信號(hào)，經(jīng)整形處理后，成為具有一定幅值和能滿足前沿要求的脈沖信號(hào)，將此信號(hào)轉(zhuǎn)入換算電路機(jī)構(gòu)，它每輸出一個(gè)脈沖信號(hào)便拖動(dòng)計(jì)數(shù)電路機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)一個(gè)數(shù)碼參數(shù)，同時(shí)軟件功能即可識(shí)別紀(jì)錄出一個(gè)數(shù)字量，表明已經(jīng)有一個(gè)單位介質(zhì)體積的流量流過(guò)流量計(jì)。此時(shí)換算電路單元輸出的信號(hào)直接改變觸發(fā)穩(wěn)態(tài)電路，使各計(jì)數(shù)參數(shù)值恢復(fù)到起始的“零”狀態(tài)，重復(fù)此過(guò)程即完成了累積脈沖的積算，就是對(duì)累積流量介質(zhì)的積算。

例如：口徑為80,mm的流量計(jì)，流量系數(shù)ξ為16.25脈沖/升，通過(guò)軟件將系數(shù)設(shè)定分別置于1、6、2、5，則每當(dāng)計(jì)數(shù)器收到1,625個(gè)脈沖信號(hào)的瞬時(shí)，軟件操作發(fā)出指令并輸出一個(gè)固定頻率信號(hào)，使電路狀態(tài)發(fā)生變化，使計(jì)數(shù)電路結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)一個(gè)計(jì)量單位，從而實(shí)現(xiàn)了逢K進(jìn)一的累計(jì)運(yùn)算，顯示儀表就能夠顯示出流體介質(zhì)總量。

通過(guò)上例分析可知，如果流量計(jì)輸送到顯示儀表的脈沖總數(shù)為N，經(jīng)換算后，送到總量積算器的脈沖數(shù)為Nc，則流體介質(zhì)計(jì)量總量為：

本除法方案設(shè)定系數(shù)的方式較為簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性比較好，電路容易實(shí)現(xiàn)，可以直接將流量系數(shù)ξ輸入軟件中，控制系數(shù)設(shè)定器，積算器就可以逢K進(jìn)一，顯示儀表指示出流體介質(zhì)總量。