概 述

SLFU-500流量计算转换单元 是一款物联网概念的工业流量计量设备，可连接物联网云平台（我公司云服务器或用户自有云服务器），实现计量数据的无线上传与远程操作。其采用DIN35标准导轨安装形式，能够密集安装在仪表机柜中。

SLFU-500流量计算转换单元 可完成高精度、宽量程、贸易级的流量计算，具有4路4-20mA隔离信号输出、2路DI输入、2路DO输出，可输出计量流量、温度、压力、原始流量、开关量等数据给上位监控系统，克服了大多已成PLC、DCS等控制系统仪表柜内空间缺乏的难题，方便地实现了在DCS、PLC系统中嵌入高精度流量计量管理环节。其具有流量计算全参数动态补偿、历史数据存储、计量监管、贸易结算、以及RS485、以太网、4G/5G、wifi、蓝牙等功能，可适配各种流量计与各种被测介质，可计量修正体积、质量以及能量流量

SLFU-500流量计算转换单元 在工业流量计量中的重要作用体现在三个方面：

对与流量测量致关重要的流体物性值参数，进行最标准、最高精度的实时动态计算：

● 采用IAPWS-IF97公式计算水和水蒸汽密度、粘度、焓值。

● 采用雷德利克—孔（R-K）公式计算通用气体压缩系数。

● 按照GB/T18215.1-2000计算人工煤气湿度、湿气体密度。

● 采用GB/T17747-2011、AGA-NX19、AGA8-92DC、AGA8-SGERG88报告计算天然气压缩因子。

● 按照GB/T11062-2014计算天然气发热量（体积发热量、质量发热量、高位发热量、低位发热量等）。

对关系到各种流量计精度、量程范围的各个参数和信号，进行最标准、最高精度的实时动态处理和计算：

● 按照GB/T2624-2006标准，对标准节流装置的流出系数C、流束可膨胀系数ε进行实时动态计算，使标准节流装置达到标准规定的精度和最大的流量测量范围。

● 按照ISO3966-2008(E)《封闭管道中流体流量的测量  用皮托静压管的速度面积法》计算皮托式流量计流量。

● 按照实际工作温度，对管道内径、开孔径进行实时补偿计算。

● 仪表系数分段非线性修正。

● 可以采用节流式流量计流出系数C实流标定数据模型，进行流量计算，达到高于国家标准的超高精度。

● 采用HART协议数字总线技术 + 小波分析软件处理，解决了小差压信号测量误差大的问题，实现了信号数字化以及流量测量的宽量程。

● 流量计算机根据CFD（计算流体力学软件）流场模拟修正算法，解决复杂流场（直管段不足）的流量测量问题。

计量数据处理与计量监管：

● 供需双方双重口令。

● 历史数据存储、U盘导出本地数据文件。

● 仪表断电、修改参数设置全程记录。

● 可进行蒸汽、热水、天然气等的能量计量。

● 可进行冶金企业各种湿煤气的干部分流量计量，达到煤气量的平衡。

● 按照贸易双方计量协议进行计量数据定制化处理。（计量最小量、高峰供气加系数等等）。

● 具有多种通讯接口（RS485、以太网、4G/5G网络、WiFi），可以通过多种数据采集方式构建计量数据管理系统。

● 可以根据计量用户的特殊需求，进行定制化的软件开发。（氮气、氩气交替供气计量）

      SLFU-500流量计算转换单元 依据有关国际标准与建议、国家与行业标准，针对不同介质和流量计类型建立了多种数学模型和相应计算软件。一台流量计算机可同时完成多种补偿运算，接入的补偿量可多达5个（温度、压力、湿度、密度、组份等）。对节流式流量计的流出系数C、流速可膨胀系数ε、压缩系数Z等参数作为动态量进行实时逐点运算，并采用HART协议数字信号，使其量程范围提高到10：1（双差变100：1）。

      SLFU-500流量计算转换单元 具有强大的通讯功能，对现场仪表，除可适配4～20mA、脉冲信号外，还可以适配如HART、Modbus等多种数字信号；对上位机可采用包括RS485、以太网、4G/5G网络、WiFi等方式构成数据采集网络，实现远程监督管理和建立集散式计量管理系统。

      SLFU-500流量计算转换单元 具有历史事件记忆、报警信息记忆、历史数据存储、双重口令限制、监控现场仪表的误操作和人为的非法操作（如仪表断电、非法修改参数设置、对现场仪表进行断路和短路）等管理功能，是能源计量管理与贸易计量的理想工具。

功能

使用范围

■ 一台SLFU-500可接1个流量计量点（每点包括差压或流量，及参与补偿运算的温度、压力、湿度、密度、组份等信号）。参与补偿运算的各个参量可用现场信号，也可设定为固定值。

■ 一机可测多种介质，适用介质有：天然气、人工煤气（焦炉煤气、发生炉煤气、高炉煤气）、蒸汽、通用单一气体、混合气体、水、液体（油品、化工产品）等。

■ 可接节流式流量计（各类孔板，ISA1932喷嘴，长径喷嘴，文丘里喷嘴，经典文丘里管）、均速管流量计、皮托管流量计、测管流量计、V型锥流量计、威力巴流量计、涡街流量计、涡轮流量计、旋进旋涡流量计、电磁流量计、弯管流量计、质量流量计、超声波流量计、转子流量计、椭圆齿轮流量计等。

显示及操作界面

■ 大屏幕液晶显示，中文画面。

■ 6个操作按键，方便进行仪表设置和数据查看。

■ 多种流量显示画面含累积/瞬时流量/能量、温度、压力、差压、密度、湿度等数据、以及当前参数设置、中间计算参量等内容。

■ 可调阅历史数据（包括每个累积流量/能量、瞬时流量/能量、温度、压力、差压、密度、湿度等数据）、审计记录、报警记录等信息。

能量计量

■ 计算天然气、蒸汽、热水、煤气、混合煤气等介质的能量。

■ 同时采集蒸汽上游和下游的温度、压力，在计算蒸汽质量流量的同时计算蒸汽能量。

■ 同时采集上水和回水温度，计算热水的热量。

输入输出

■   4路24VDC供电4～20mA输入、1路脉冲输入、2路Pt100 / KE热电偶信号输入。

■   HART协议总线输入。

■   4路4～20mA可定义隔离信号输出。

■   2路DI数字信号输入；2路DO数字信号输出。

补偿运算功能

■ 标准节流装置流出系数C、流束可膨胀系数ε实时动态计算，计算公式符合GB/T2624-2006标准的规定。并和带HART协议的智能变送器配套使用，使节流式流量计的流量范围度真正扩展到10：1（100：1）。

■ 蒸汽密度计算采用IAPWS-IF97公式，适应蒸汽的过热、饱和全部状态。

■ 天然气孔板流量计算符合SY/T6143-1996、SY/T6143-2004、GB/T21446-2008等标准。

■ 天然气压缩因子计算符合GB/T17747.2-2011（等同AGA8号报告）。

■ 天然气发热量计算：符合GB/T11062-2020标准。

■ 通用气体压缩系数Z按照 雷德利克—孔（Redlich-Kwong）方程。

■ 可进行气体湿度补偿，计算出湿气体流量和湿气体中干部分的流量。

■ 对其它类型流量计的仪表系数进行非线性修正处理。

■ 在完成质量流量、体积流量补偿运算的同时，能够完成能量运算并显示，从而实现能量计量。

■ 用户可在流量计算机中建立新的数学模型，获得更高的流量测量准确度。

计量管理功能

■每路流量皆可存储历史数据，每条记录包括流量（质量/体积流量、能量）、差压/工况流量、温度、压力、密度、湿度等一组数据；数据存储时间间隔可自定义。同时可存储审计记录、报警记录。

■有断电、退出系统、系统设置、参数修改、清除累积量等审计记录。

■所有参数的设定和修改均需通过双重密码识别确认。

通讯功能

■   2个RS485接口。

■   1个RJ45以太网接口、1个USB接口。

■   1个4G/5G无线通讯接口（随设备提供云服务器连接数据卡）。

■   1个WiFi/RS485接口（用户可选）。

实用案例

高精度宽量程HART信号的蒸汽流量计量系统

   量程比10：1（双差变100：1），精度1%的蒸汽流量系统：

■ 通过HART协议读取差压变送器的差压、膜盒正侧静压、膜盒温度等数据，无须另外安装压力补偿变送器。同时具有差变膜盒温度超限报警功能。

■  配套VG700多参数一体化节流式流量计，差压、压力、温度信号可以采用HART协议数字信号，差压量程自动适应流量变化，消除了实际流量与设计流量偏差带来的计量偏差。配有专门针对蒸汽设计的“蒸汽取压防冻隔热装置”（专利号ZL 2014 2 0673759.1），仪表冬季运行无须保温伴热。

■  按照GB/T2624-2006迭代公式，实时动态计算标准节流装置的流出系数、流束膨胀系数，真正实现宽量程运算和高精度流量补偿运算。双差变型量程比可达36：1。

■  密度计算采用IAPWS-IF97公式，适应蒸汽的过热、饱和全部状态。可计算蒸汽能量流量。

■  4路隔离4～20mA输出，各路输出可设置为补偿后瞬时质量流量、能量流量、温度、压力、差压等。

带2路RS485，1路以太网口供数据采集使用。

冶金企业煤气流量计量的应用

SLFU-500流量计算转换单元配套HGPF自整流V型皮托式流量计很好地解决了冶金企业煤气流量计量的难题。

现代流量测量技术的发展趋势是传感器硬件与处理软件的融合发展。通过理论模型和大量的试验数据，利用SLFU-500流量计算转换单元的强大运算能力，可以解决冶金企业煤气流量测量中的：小差压测量精度差、现场直管段不足、混合煤气组份变化大、湿度影响煤气管网计量平衡等问题。

● 采用HART协议数字信号+小波分析法，解决小差压测量精度问题

传统的4-20mA信号的分辨率有限，且模拟信号传输不可避免存在误差，因此在小差压的测量上误差较大，导致较大的流量测量误差。目前使用的差压变送器都带HART协议，但HART功能通常仅仅停留在使用手操器设置量程和调整零点上。

SLFU-500流量计算转换单元可以直接采用HART协议读取变送器差压的数字信号，彻底消除了信号采集的误差，大大提高了小差压测量的精度。这一点在差压式流量计的应用中有着质的飞跃。同时，SLFU-500流量计算转换单元采用小波分析法来解决流速低时，干扰信号对小差压信号的影响，使皮托式流量计测量低流速时，准确而稳定。

● 对多流速点的测头系数进行分段非线性修正，保证流量计在全流速范围的测量精度

HGPF自整流V型皮托式流量计通过在大口径风洞流量标准装置上进行标定，流速从0.2m/s～50m/s，标定出10段K系数。将这些标定系数输入到SLFU-500流量计算转换单元中进行分段修正，可以保证流量计在全流速范围内的测量精度。

● 实时动态计算流速分布系数

SLFU-500流量计算转换单元按照ISO 3966 -2008《封闭管道中流体流量的测量  用皮托静压管的速度面积法》国际标准，根据测量的差压、温度、压力数据，实时动态计算流速分布系数，确保流量测量的精确度。

● 解决煤气湿度影响流量计量的问题

冶金企业的煤气通常含有水，能源计量中如果混淆湿气体和湿气体的干部分，将会给煤气计量带来很大的问题。湿煤气在管道和气柜中都会产生凝结水，并会排放掉。因此，按照湿煤气中干部分的体积进行计量，煤气计量才可能平衡。

SLFU-500流量计算转换单元可以根据设置煤气湿度，或在线湿度计测量的湿度，按照GB/T18215.1-2000标准计算人工煤气湿气体密度、湿煤气的体积，和湿煤气中干部分的体积，供企业计量部门使用。

DCS、PLC系统中嵌入高精度宽量程流量计量

   ■ 目前，生产装置的自控系统多采用DCS或PLC，流量计量点也引入其中，但DCS和PLC功能着重于监视和控制，它们在流量高精度的运算上的功能相对欠缺，都采用简化公式进行流量补偿计算。

■  使用SLFU-500流量计算转换单元可以方便地将高精度宽量程流量计量环节植入到DCS、PLC系统中。

■  SLFU-500流量计算转换单元具有4路可定义的隔离4-20mA输出，可以将介质的温度、压力、差压等原始流量信号、补偿后流量以4-20mA信号方式传给DCS或PLC的模拟输入端口。

■  SLFU-500流量计算转换单元可以通过RS485、以太网通讯将介质的温度、压力、补偿后的流量数字信号传给DCS或PLC中。

装置(管道)蒸汽能耗计量

■ 使用一台SLFU-500可以监测生产装置（或输送管道）的蒸汽热消耗情况（以蒸汽的质量损失可以忽略为前提）。在蒸汽入口安装VG700多参数一体化节流式流量计、温度、压力补偿仪表，在蒸汽出口安装温度、压力测量仪表，所有的信号都接入到SLFU-500中。

■ SLFU-500根据测得的流量F1、温度T1、压力P1计算出装置入口处的蒸汽能量E1，根据测得的温度T2、压力P2计算出装置出口处的蒸汽能量E2，通过计算（ΔE=E1-E2）就可得出整个装置的热消耗，并通过以太网口（或RS485）将数据传送到企业的能源计量数据网络中。

显示画面  

                 能量显示画面                                                 流量显示画面                                                    组分设置画面

                信号输入输出显示画面                                       主要设置参数显示画面                                               主菜单画面

技术指标

规格型号

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