CN206114028U - 自带燃气泄漏检测的一体式罗茨流量计 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于流量测量技术领域，尤其涉及一种自带燃气泄漏检测的一体式罗茨流量计，包括微处理器、信号输出部分、显示部分、存储部分、电源部分、键盘及遥控部分、燃气泄漏检测部分以及温度、压力及流量检测部分，信号输出部分、显示部分、键盘及遥控部分、存储部分分别与微处理器连接，温度、压力及流量检测部分与燃气泄漏检测部分分别通过A/D转换器与微处理器连接，键盘及遥控部分、微处理器分别与电源部分连接。本实用新型的有益效果是：在罗茨流量计的管体上安装燃气泄漏检测传感器，可以实时检测现场的燃气泄漏量，发生泄漏时，及时报警，超过安全极限要求时，输出信号开启排风扇或关闭进气阀门，切断危险源。

Description

自带燃气泄漏检测的一体式罗茨流量计

技术领域

本实用新型属于流量测量技术领域，尤其涉及一种自带燃气泄漏检测的一体式罗茨流量计。

背景技术

气体罗茨流量计，主要由壳体、共轭转子、计数器和智能流量转换器等部件构成。装于计量室内的一对共轭转子在流通气体的出入口压差(P入＞P出)作用下，通过精密加工的调校齿轮使转子保持正确的相对位置。转子间、转子与壳体、转子与墙板间保持最佳工作间隙，实现了连续的无接触密封。转子每转动一周，则输出四倍计量室有效容积的气体，转子的转数通过磁性密封联轴装置及减速机构，传递到智能流量转换器，从而显示输出气体的累计体积量。

计量仪表在安装、使用过程中，会发生燃气泄漏的状况，为了实时监测燃气泄漏状况，在计量仪表的安装的空间，要安装一台燃气泄漏检测仪表，实时检测仪表安装环境的气体泄漏量，发生泄漏量超过设定标准时，产生报警信号并作相应应急处置。

现场安装的仪表多、连接点多，导致可以泄漏的点多。增加安装、维护的成本。这是现有应用的缺陷。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供一种自带燃气泄漏检测的一体式罗茨流量计，在罗茨流量计的管体上安装燃气泄漏检测传感器，可以时实时检测现场的燃气泄漏量，发生泄漏时，及时报警，超过安全极限要求时，输出信号开启排风扇或关闭进气阀门，切断危险源。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种自带燃气泄漏检测的一体式罗茨流量计，其特征在于包括微处理器、信号输出部分、显示部分、存储部分、电源部分、键盘及遥控部分、燃气泄漏检测部分以及温度、压力及流量检测部分，所述信号输出部分、所述显示部分、所述键盘及遥控部分、所述存储部分分别与所述微处理器连接，所述温度、压力及流量检测部分与所述燃气泄漏检测部分分别通过A/D转换器与所述微处理器连接，所述键盘及遥控部分、所述微处理器分别与所述电源部分连接。

所述燃气泄漏检测部分包括燃气泄漏传感器、与燃气泄漏传感器连接的第一放大器，所述第一放大器与所述A/D转换器连接。

所述温度、压力及流量检测部分包括流量传感器、第二放大器及温度、压力传感器，所述流量传感器及所述温度、压力传感器分别与所述第二放大器连接，所述第二放大器与所述A/D转换器连接。

所述信号输出部分包括分别与所述微处理器连接的R/S485通讯接口、D/A转换器、脉冲放大驱动器。

所述显示部分包括液晶驱动器和液晶显示器，所述液晶驱动器分别与所述微处理器、所述液晶显示器连接。

所述键盘及遥控部分包括内部键盘和遥控器，所述电源部分包括外接24V电源、内部3.6V后备电池，所述内部3.6V后备电池与所述遥控器连接，所述外接24V电源与所述微处理器连接。

所述存储部分为EEPROM存储器。

所述燃气泄漏传感器设置在罗茨流量计的管口上。

本实用新型的有益效果是：在罗茨流量计的管体上安装燃气泄漏检测传感器，可以时实时检测现场的燃气泄漏量，发生泄漏时，及时报警，超过安全极限要求时，输出信号开启排风扇或关闭进气阀门，切断危险源。同时本实用新型将流量计量与泄漏检测进行一体化设计，合理利用了硬件资源；减少维护、减少安装场所的空间要求；一体化的设计方式，还减少了用户的工程造价，减少了维护成本；燃气泄漏传感器采用快装技术，支持热插拔，方便用户维护及定时标定；用内部电池和外接电源的电源管理及控制模式，功耗超低。本实用新型极大地解决了燃气计量现场需要重复安装计量仪表、燃气泄漏检测仪表的问题，合理利用仪表的硬件资源，节约了用户工程造价。

附图说明

图1为本实用新型的原理结构图；

图2为本实用新型的结构示意图。

图中，1：智能流量转换器 2：流量传感器 3：温度、压力传感器 4：燃气泄漏传感器5：流量计本体 6：微处理器 7：遥控器 8：第一放大器 9：A/D转换器 10：键盘 11：第二放大器 12：电源 13：R/S485通讯接口 14：D/A转换器 15：脉冲放大驱动器 16：液晶驱动器 17：液晶显示器 18：存储器。

具体实施方式

下面结合附图对实用新型的一种具体实施方式做出说明。

如图1所示，本实用新型提供一种自带燃气泄漏检测的一体式罗茨流量计，其特征在于包括微处理器、信号输出部分、显示部分、存储部分、电源部分、键盘及遥控部分、燃气泄漏检测部分以及温度、压力及流量检测部分，所述信号输出部分、所述显示部分、所述键盘及遥控部分分别与所述微处理器连接，所述温度、压力及流量检测部分与所述燃气泄漏检测部分分别通过A/D转换器与所述微处理器连接，所述键盘及遥控部分、所述微处理器分别与所述电源部分连接。

其中，微处理器：用于仪表的核心算法与系统管理；显示部分：用于仪表信息的实时显示，包括流量、温度、压力、燃气泄漏量；存储部分：存储用户信息、整定参数、流量信息、燃气泄漏信息、报警数据；电源部分：外接24V电源，内部有3.6V电池做后备电源；键盘及遥控部分：在不开仪表壳体时，可以通过遥控器操作；开盖后，也可以用内部键盘操作；温度、压力及流量检测部分：信号经过放大后，输入到AD芯片，然后输入到微处理器；燃气泄漏检测部分：信号经过放大后，输入到AD芯片，然后输入到微处理器；信号输出部分：包括RS485通讯接口、D/A接口、4-20mA接口。

各部分的具体结构介绍如下：

所述燃气泄漏检测部分包括燃气泄漏传感器、与燃气泄漏传感器连接的第一放大器，所述第一放大器与所述A/D转换器连接。

所述温度、压力及流量检测部分包括流量传感器、第二放大器及温度、压力传感器，所述流量传感器及所述温度、压力传感器分别与所述第二放大器连接，所述第二放大器与所述A/D转换器连接。

所述信号输出部分包括分别与所述微处理器连接的R/S485通讯接口、D/A转换器、脉冲放大驱动器。

所述显示部分包括液晶驱动器和液晶显示器，所述液晶驱动器分别与所述微处理器、所述液晶显示器连接。

所述键盘及遥控部分包括内部键盘和遥控器，所述电源部分包括外接24V电源、内部3.6V后备电池，所述内部3.6V后备电池与所述遥控器连接，所述外接24V电源与所述微处理器连接。

所述存储部分为存储器，优选为EEPROM存储器。

本实用新型的流量传感器包括流量计本体，在流量计本体的管口上同时设置了智能流量转换器、流量传感器、压力及温度传感器、燃气泄漏传感器，将燃气泄漏检测与流量计量组成的一体化的仪表如图2所示。能同时对温度、压力、流量、泄漏气体量进行测量，填补了国内市场产品的空白。

本实用新型的流量计流量计算原理如下：

智能流量转换器由温度和压力检测模拟通道、流量传感器通道以及微处理器单元组成，并配有外输信号接口，输出各种信号。智能流量转换器中的微处理器按照气态方程进行温压补偿，并进行压缩因子修正，气态方程如下：

式中：

Qn：标准状态下的体积流量(m³/h)；

Qg:工况状态下的体积流量(m³/h)；

Pg：流量计压力检测点处的表压(kPa)；

Pa：当地大气压(kPa)；

Tg：介质的绝对温度(273.15+t)(K)；

t：被测介质温度(℃)；

Zn：标准状态下的压缩系数；

Zg：工作状态下的压缩系数；

Tn：标准状态下的绝对温度(273.15+20)(K)；

Pn：标准大气压(101.325kPa)；

P:P＝Pa+Pg。

对于天然气Zn/Zg＝Fz²，Fz称为超压缩因子，本产品按中国石油天然气总公司的标准SY/T6143-1996中的公式进行计算。

本实用新型增加了燃气泄漏检测功能，在仪表的左侧墙板安装快装式燃气泄漏检测传感器，实施检测仪表安装环境的燃气泄漏量。罗茨流量计的机械腔体为隔爆结构，防爆等级ExdⅡCT6。该产品适用于ⅡA、B、C级，温度为T1～T6的可燃气体或蒸汽与空气形成的爆炸性混合物场所的1区、2区。可广泛应用于各炼油厂、化工厂等一切需要流量计量、并且易发生可燃气体泄漏的场所。

燃气泄漏测量范围为0-100％LEL，可以对燃气传输环境进行长期不间断监测，当检测到超过预设的危险浓度时，输出的电信号与仪表的主处理器连接，由主处理器检测、管理、分析燃气泄漏数据，保证人身安全及工厂安全。

燃气泄漏检测传感器是一个智能传感器，具有自我诊断功能，可根据环境自动温度补偿，线性修正，高浓度自动保护，浓度超标时发出故障报警信息。燃气泄漏检测传感器可以自动识别气体的种类、量程，可以记忆操作及标定结果；用户可直接更换燃气泄漏检测部分的智能传感器，无需现场标定，可以在仪表上直接更换。

燃气泄漏传感器采用快装技术，支持热插拔。用户无需断电，即可更换燃气泄漏传感器。由于无需现场标定，因此减少仪表的维护成本。

燃气泄漏检测传感器可以采用多种原理，常用的方式有红外气体传感器、催化燃烧式气体传感器、电化学气体传感器、半导体式气体传感器等多种方式。

下面结合图1对实用新型的使用原理及参数设定进一步说明。

本实用新型采用分时复用的方式采集流量频率、温度、压力信息，通过气态方程的运算产生气体标准状况下的体积流量；

采用分时复用的方式采集气体传感器的气体泄漏量，气体泄漏量按照爆炸下线LEL(Lower Explosion Limited)、爆炸上限UEL(Upper Explosion Limited)设定的参数进行实施判断，参数的设定范围是以0-100％LEL确定；

参数在出厂前进行标定，通过内部键盘或红外键盘或RS485通讯接口进行出场参数设置。流量计量参数包括仪表系数K，以及分段仪表系数K1...Kn；燃气泄漏的设定参数为一级报警值(10％LEL或依据气体性质)、二级报警值(25％LED或依据气体性质)；

微处理器实时采集的数值，在液晶显示器上实时显示，包括瞬时流量(工况、标况)、累计流量(工况、标况)、温度、压力值，燃气泄漏值；液晶显示器的状态显示区具有燃气报警信息显示；

仪表的设定参数、采集数据定时存入存储器中，仪表掉电参数不丢失；

仪表的输出接口，可以连接上一级管理系统。包括RS485通讯接口、4-20mA模拟量传输接口、脉冲信号输出接口；

当燃气泄漏值超过设定参数的一级报警值时，输出接口可以连接外部的设备，包括排风扇，当报警值超过二级报警值时，可以关闭进气阀门，起到保护人身及设备安全的作用。报警信息通过输出通道及时上传到管理部门，采集相应的检修、隔离、停产等安全措施。

需要说明，本实用新型不涉及程序及软件上的改进，只对硬件及流量计的相应结构进行了改进。

以上对本实用新型的实例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种自带燃气泄漏检测的一体式罗茨流量计，其特征在于包括微处理器、信号输出部分、显示部分、存储部分、电源部分、键盘及遥控部分、燃气泄漏检测部分以及温度、压力及流量检测部分，所述信号输出部分、所述显示部分、所述键盘及遥控部分、所述存储部分分别与所述微处理器连接，所述温度、压力及流量检测部分与所述燃气泄漏检测部分分别通过A/D转换器与所述微处理器连接，所述键盘及遥控部分、所述微处理器分别与所述电源部分连接。

2.根据权利要求1所述的自带燃气泄漏检测的一体式罗茨流量计，其特征在于所述燃气泄漏检测部分包括燃气泄漏传感器、与燃气泄漏传感器连接的第一放大器，所述第一放大器与所述A/D转换器连接。

3.根据权利要求1或2所述的自带燃气泄漏检测的一体式罗茨流量计，其特征在于所述温度、压力及流量检测部分包括流量传感器、第二放大器及温度、压力传感器，所述流量传感器及所述温度、压力传感器分别与所述第二放大器连接，所述第二放大器与所述A/D转换器连接。

4.根据权利要求3所述的自带燃气泄漏检测的一体式罗茨流量计，其特征在于所述信号输出部分包括分别与所述微处理器连接的R/S485通讯接口、D/A转换器、脉冲放大驱动器。

5.根据权利要求4所述的自带燃气泄漏检测的一体式罗茨流量计，其特征在于所述显示部分包括液晶驱动器和液晶显示器，所述液晶驱动器分别与所述微处理器、所述液晶显示器连接。

6.根据权利要求5所述的自带燃气泄漏检测的一体式罗茨流量计，其特征在于所述键盘及遥控部分包括内部键盘和遥控器，所述电源部分包括外接24V电源、内部3.6V后备电池，所述内部3.6V后备电池与所述遥控器连接，所述外接24V电源与所述微处理器连接。

7.根据权利要求1或2或4或5或6所述的自带燃气泄漏检测的一体式罗茨流量计，其特征在于所述存储部分为EEPROM存储器。

8.根据权利要求1所述的自带燃气泄漏检测的一体式罗茨流量计，其特征在于所述燃气泄漏传感器设置在罗茨流量计的管口上。