自帶燃氣泄漏檢測的一體式羅茨流量計的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于流量測量技術領域，尤其涉及一種自帶燃氣泄漏檢測的一體式羅茨流量計，包括微處理器、信號輸出部分、顯示部分、存儲部分、電源部分、鍵盤及遙控部分、燃氣泄漏檢測部分以及溫度、壓力及流量檢測部分，信號輸出部分、顯示部分、鍵盤及遙控部分、存儲部分分別與微處理器連接，溫度、壓力及流量檢測部分與燃氣泄漏檢測部分分別通過A/D轉換器與微處理器連接，鍵盤及遙控部分、微處理器分別與電源部分連接。本發(fā)明的有益效果是：在羅茨流量計的管體上安裝燃氣泄漏檢測傳感器，可以實時檢測現場的燃氣泄漏量，發(fā)生泄漏時，及時報警，超過安全極限要求時，輸出信號開啟排風扇或關閉進氣閥門，切斷危險源。
【專利說明】
自帶燃氣泄漏檢測的一體式羅茨流量計
技術領域
[0001] 本發(fā)明屬于流量測量技術領域，尤其涉及一種自帶燃氣泄漏檢測的一體式羅茨流 量計。
【背景技術】
[0002] 氣體羅茨流量計，主要由殼體、共輒轉子、計數器和智能流量轉換器等部件構成。 裝于計量室內的一對共輒轉子在流通氣體的出入口壓差(PA>P出）作用下，通過精密加工 的調校齒輪使轉子保持正確的相對位置。轉子間、轉子與殼體、轉子與墻板間保持最佳工作 間隙，實現了連續(xù)的無接觸密封。轉子每轉動一周，則輸出四倍計量室有效容積的氣體，轉 子的轉數通過磁性密封聯軸裝置及減速機構，傳遞到智能流量轉換器，從而顯示輸出氣體 的累計體積量。
[0003] 計量儀表在安裝、使用過程中，會發(fā)生燃氣泄漏的狀況，為了實時監(jiān)測燃氣泄漏狀 況，在計量儀表的安裝的空間，要安裝一臺燃氣泄漏檢測儀表，實時檢測儀表安裝環(huán)境的氣 體泄漏量，發(fā)生泄漏量超過設定標準時，產生報警信號并作相應應急處置。
[0004] 現場安裝的儀表多、連接點多，導致可以泄漏的點多。增加安裝、維護的成本。這是 現有應用的缺陷。

【發(fā)明內容】

[0005] 為了克服上述現有技術的不足，本發(fā)明提供一種自帶燃氣泄漏檢測的一體式羅茨 流量計，在羅茨流量計的管體上安裝燃氣泄漏檢測傳感器，可以時實時檢測現場的燃氣泄 漏量，發(fā)生泄漏時，及時報警，超過安全極限要求時，輸出信號開啟排風扇或關閉進氣閥門， 切斷危險源。
[0006] 為了實現上述目的，本發(fā)明提供一種自帶燃氣泄漏檢測的一體式羅茨流量計，其 特征在于包括微處理器、信號輸出部分、顯示部分、存儲部分、電源部分、鍵盤及遙控部分、 燃氣泄漏檢測部分以及溫度、壓力及流量檢測部分，所述信號輸出部分、所述顯示部分、所 述鍵盤及遙控部分、所述存儲部分分別與所述微處理器連接，所述溫度、壓力及流量檢測部 分與所述燃氣泄漏檢測部分分別通過A/D轉換器與所述微處理器連接，所述鍵盤及遙控部 分、所述微處理器分別與所述電源部分連接。
[0007] 所述燃氣泄漏檢測部分包括燃氣泄漏傳感器、與燃氣泄漏傳感器連接的第一放大 器，所述第一放大器與所述A/D轉換器連接。
[0008] 所述溫度、壓力及流量檢測部分包括流量傳感器、第二放大器及溫度、壓力傳感 器，所述流量傳感器及所述溫度、壓力傳感器分別與所述第二放大器連接，所述第二放大器 與所述A/D轉換器連接。
[0009] 所述信號輸出部分包括分別與所述微處理器連接的R/S485通訊接口、D/A轉換器、 脈沖放大驅動器。
[0010] 所述顯示部分包括液晶驅動器和液晶顯示器，所述液晶驅動器分別與所述微處理 器、所述液晶顯示器連接。
[0011] 所述鍵盤及遙控部分包括內部鍵盤和遙控器，所述電源部分包括外接24V電源、內 部3.6V后備電池，所述內部3.6V后備電池與所述遙控器連接，所述外接24V電源與所述微處 理器連接。
[0012] 所述存儲部分為EEPR0M存儲器。
[0013]所述燃氣泄漏傳感器設置在羅茨流量計的管口上。
[0014] 本發(fā)明的有益效果是:在羅茨流量計的管體上安裝燃氣泄漏檢測傳感器，可以時 實時檢測現場的燃氣泄漏量，發(fā)生泄漏時，及時報警，超過安全極限要求時，輸出信號開啟 排風扇或關閉進氣閥門，切斷危險源。同時本發(fā)明將流量計量與泄漏檢測進行一體化設計， 合理利用了硬件資源;減少維護、減少安裝場所的空間要求;一體化的設計方式，還減少了 用戶的工程造價，減少了維護成本;燃氣泄漏傳感器采用快裝技術，支持熱插拔，方便用戶 維護及定時標定;用內部電池和外接電源的電源管理及控制模式，功耗超低。本發(fā)明極大地 解決了燃氣計量現場需要重復安裝計量儀表、燃氣泄漏檢測儀表的問題，合理利用儀表的 硬件資源，節(jié)約了用戶工程造價。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發(fā)明的原理結構圖；
[0016] 圖2為本發(fā)明的結構示意圖。
[0017] 圖中，1:智能流量轉換器2:流量傳感器3:溫度、壓力傳感器4:燃氣泄漏傳感器 5:流量計本體6:微處理器7:遙控器8:第一放大器9:A/D轉換器10:鍵盤11:第二放大 器12:電源13:R/S485通訊接口 14:D/A轉換器15:脈沖放大驅動器16:液晶驅動器17: 液晶顯示器18:存儲器。
【具體實施方式】
[0018] 下面結合附圖對發(fā)明的一種【具體實施方式】做出說明。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明提供一種自帶燃氣泄漏檢測的一體式羅茨流量計，其特征在于 包括微處理器、信號輸出部分、顯示部分、存儲部分、電源部分、鍵盤及遙控部分、燃氣泄漏 檢測部分以及溫度、壓力及流量檢測部分，所述信號輸出部分、所述顯示部分、所述鍵盤及 遙控部分分別與所述微處理器連接，所述溫度、壓力及流量檢測部分與所述燃氣泄漏檢測 部分分別通過A/D轉換器與所述微處理器連接，所述鍵盤及遙控部分、所述微處理器分別與 所述電源部分連接。
[0020]其中，微處理器：用于儀表的核心算法與系統管理；顯示部分：用于儀表信息的實 時顯示，包括流量、溫度、壓力、燃氣泄漏量;存儲部分:存儲用戶信息、整定參數、流量信息、 燃氣泄漏信息、報警數據；電源部分:外接24V電源，內部有3.6V電池做后備電源;鍵盤及遙 控部分:在不開儀表殼體時，可以通過遙控器操作;開蓋后，也可以用內部鍵盤操作;溫度、 壓力及流量檢測部分:信號經過放大后，輸入到AD芯片，然后輸入到微處理器;燃氣泄漏檢 測部分:信號經過放大后，輸入到AD芯片，然后輸入到微處理器;信號輸出部分:包括RS485 通訊接口、D/A接口、4-20mA接口。
[0021 ]各部分的具體結構介紹如下：
[0022]所述燃氣泄漏檢測部分包括燃氣泄漏傳感器、與燃氣泄漏傳感器連接的第一放大 器，所述第一放大器與所述A/D轉換器連接。
[0023]所述溫度、壓力及流量檢測部分包括流量傳感器、第二放大器及溫度、壓力傳感 器，所述流量傳感器及所述溫度、壓力傳感器分別與所述第二放大器連接，所述第二放大器 與所述A/D轉換器連接。
[0024] 所述信號輸出部分包括分別與所述微處理器連接的R/S485通訊接口、D/A轉換器、 脈沖放大驅動器。
[0025] 所述顯示部分包括液晶驅動器和液晶顯示器，所述液晶驅動器分別與所述微處理 器、所述液晶顯示器連接。
[0026]所述鍵盤及遙控部分包括內部鍵盤和遙控器，所述電源部分包括外接24V電源、內 部3.6V后備電池，所述內部3.6V后備電池與所述遙控器連接，所述外接24V電源與所述微處 理器連接。
[0027] 所述存儲部分為存儲器，優(yōu)選為EEPR0M存儲器。
[0028]本發(fā)明的流量傳感器包括流量計本體，在流量計本體的管口上同時設置了智能流 量轉換器、流量傳感器、壓力及溫度傳感器、燃氣泄漏傳感器，將燃氣泄漏檢測與流量計量 組成的一體化的儀表如圖2所示。能同時對溫度、壓力、流量、泄漏氣體量進行測量，填補了 國內市場產品的空白。
[0029]本發(fā)明的流量計流量計算原理如下：
[0030]智能流量轉換器由溫度和壓力檢測模擬通道、流量傳感器通道以及微處理器單元 組成，并配有外輸信號接口，輸出各種信號。智能流量轉換器中的微處理器按照氣態(tài)方程進 行溫壓補償，并進行壓縮因子修正，氣態(tài)方程如下：
[0032]式中：
[0033] Qn:標準狀態(tài)下的體積流量(m3/h);
[0034] Qg:工況狀態(tài)下的體積流量(m3/h);
[0035] Pg:流量計壓力檢測點處的表壓(kPa);
[0036] Pa:當地大氣壓(kPa);
[0037] Tg:介質的絕對溫度（273.15+t)(K);
[0038] t:被測介質溫度（°C);
[0039] Zn:標準狀態(tài)下的壓縮系數；
[0040] Zg:工作狀態(tài)下的壓縮系數；
[0041 ] Τη:標準狀態(tài)下的絕對溫度(273.15+20) (K);
[0042] Ρη:標準大氣壓（101.325kPa);
[0043] P:P = Pa+Pg〇
[0044] 對于天然氣Zn/Zg = Fz2，Fz稱為超壓縮因子，本產品按中國石油天然氣總公司的 標準SY/T6143-1996中的公式進行計算。
[0045] 本發(fā)明增加了燃氣泄漏檢測功能，在儀表的左側墻板安裝快裝式燃氣泄漏檢測傳 感器，實施檢測儀表安裝環(huán)境的燃氣泄漏量。羅茨流量計的機械腔體為隔爆結構，防爆等級 ExdnCT6。該產品適用于IIA、B、C級，溫度為T1~T6的可燃氣體或蒸汽與空氣形成的爆炸性 混合物場所的1區(qū)、2區(qū)?？蓮V泛應用于各煉油廠、化工廠等一切需要流量計量、并且易發(fā)生 可燃氣體泄漏的場所。
[0046] 燃氣泄漏測量范圍為0-100%LEL，可以對燃氣傳輸環(huán)境進行長期不間斷監(jiān)測，當 檢測到超過預設的危險濃度時，輸出的電信號與儀表的主處理器連接，由主處理器檢測、管 理、分析燃氣泄漏數據，保證人身安全及工廠安全。
[0047] 燃氣泄漏檢測傳感器是一個智能傳感器，具有自我診斷功能，可根據環(huán)境自動溫 度補償，線性修正，高濃度自動保護，濃度超標時發(fā)出故障報警信息。燃氣泄漏檢測傳感器 可以自動識別氣體的種類、量程，可以記憶操作及標定結果；用戶可直接更換燃氣泄漏檢測 部分的智能傳感器，無需現場標定，可以在儀表上直接更換。
[0048] 燃氣泄漏傳感器采用快裝技術，支持熱插拔。用戶無需斷電，即可更換燃氣泄漏傳 感器。由于無需現場標定，因此減少儀表的維護成本。
[0049] 燃氣泄漏檢測傳感器可以采用多種原理，常用的方式有紅外氣體傳感器、催化燃 燒式氣體傳感器、電化學氣體傳感器、半導體式氣體傳感器等多種方式。
[0050] 下面結合圖1對發(fā)明的使用原理及參數設定進一步說明。
[0051] 本發(fā)明采用分時復用的方式采集流量頻率、溫度、壓力信息，通過氣態(tài)方程的運算 產生氣體標準狀況下的體積流量；
[0052] 采用分時復用的方式采集氣體傳感器的氣體泄漏量，氣體泄漏量按照爆炸下線 LEL(Lower Explosion Limited)、爆炸上限UEL(Upper Explosion Limited)設定的參數進 行實施判斷，參數的設定范圍是以〇_l〇〇%LEL確定；
[0053] 參數在出廠前進行標定，通過內部鍵盤或紅外鍵盤或RS485通訊接口進行出場參 數設置。流量計量參數包括儀表系數K，以及分段儀表系數Kl. . .Kn;燃氣泄漏的設定參數為 一級報警值(10 % LEL或依據氣體性質）、二級報警值(25 % LED或依據氣體性質）；
[0054] 微處理器實時采集的數值，在液晶顯示器上實時顯示，包括瞬時流量（工況、標 況）、累計流量(工況、標況）、溫度、壓力值，燃氣泄漏值;液晶顯示器的狀態(tài)顯示區(qū)具有燃氣 報警信息顯示；
[0055]儀表的設定參數、采集數據定時存入存儲器中，儀表掉電參數不丟失；
[0056]儀表的輸出接口，可以連接上一級管理系統。包括RS485通訊接口、4-20mA模擬量 傳輸接口、脈沖信號輸出接口；
[0057]當燃氣泄漏值超過設定參數的一級報警值時，輸出接口可以連接外部的設備，包 括排風扇，當報警值超過二級報警值時，可以關閉進氣閥門，起到保護人身及設備安全的作 用。報警信息通過輸出通道及時上傳到管理部門，采集相應的檢修、隔離、停產等安全措施。 [0058]以上對本發(fā)明的實例進行了詳細說明，但所述內容僅為本發(fā)明的較佳實施例，不 能被認為用于限定本發(fā)明的實施范圍。凡依本發(fā)明申請范圍所作的均等變化與改進等，均 應仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內。
【主權項】
1. 一種自帶燃氣泄漏檢測的一體式羅茨流量計，其特征在于包括微處理器、信號輸出 部分、顯示部分、存儲部分、電源部分、鍵盤及遙控部分、燃氣泄漏檢測部分以及溫度、壓力 及流量檢測部分，所述信號輸出部分、所述顯示部分、所述鍵盤及遙控部分、所述存儲部分 分別與所述微處理器連接，所述溫度、壓力及流量檢測部分與所述燃氣泄漏檢測部分分別 通過A/D轉換器與所述微處理器連接，所述鍵盤及遙控部分、所述微處理器分別與所述電源 部分連接。2. 根據權利要求1所述的自帶燃氣泄漏檢測的一體式羅茨流量計，其特征在于所述燃 氣泄漏檢測部分包括燃氣泄漏傳感器、與燃氣泄漏傳感器連接的第一放大器，所述第一放 大器與所述A/D轉換器連接。3. 根據權利要求1或2所述的自帶燃氣泄漏檢測的一體式羅茨流量計，其特征在于所述 溫度、壓力及流量檢測部分包括流量傳感器、第二放大器及溫度、壓力傳感器，所述流量傳 感器及所述溫度、壓力傳感器分別與所述第二放大器連接，所述第二放大器與所述A/D轉換 器連接。4. 根據權利要求3所述的自帶燃氣泄漏檢測的一體式羅茨流量計，其特征在于所述信 號輸出部分包括分別與所述微處理器連接的R/S485通訊接口、D/A轉換器、脈沖放大驅動 器。5. 根據權利要求4所述的自帶燃氣泄漏檢測的一體式羅茨流量計，其特征在于所述顯 示部分包括液晶驅動器和液晶顯示器，所述液晶驅動器分別與所述微處理器、所述液晶顯 示器連接。6. 根據權利要求5所述的自帶燃氣泄漏檢測的一體式羅茨流量計，其特征在于所述鍵 盤及遙控部分包括內部鍵盤和遙控器，所述電源部分包括外接24V電源、內部3.6V后備電 池，所述內部3.6V后備電池與所述遙控器連接，所述外接24V電源與所述微處理器連接。7. 根據權利要求1或2或4或5或6所述的自帶燃氣泄漏檢測的一體式羅茨流量計，其特 征在于所述存儲部分為EEPROM存儲器。8. 根據權利要求1所述的自帶燃氣泄漏檢測的一體式羅茨流量計，其特征在于所述燃 氣泄漏傳感器設置在羅茨流量計的管口上。
【文檔編號】G01F11/28GK106017592SQ201610618958
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月27日
【發(fā)明人】李紅鎖, 李守寬, 李增榮, 邢文莉
【申請人】天津市迅爾儀表科技有限公司