一、儀表概述:
高溫渦街流量計(jì)是利用液體振動原理而開發(fā)的一種新型流量計(jì),,廣泛應(yīng)用在石油,、化工,、冶金、造紙等行業(yè)流體的計(jì)量,。該流量計(jì)無可動部件,,可靠性強(qiáng)、精度高,、壽命長,,可在很寬的流量范圍內(nèi)測量液體的瞬時流量和累計(jì)流量。其不受介質(zhì)溫度,、壓力,、粘度及組分的影響,同時不堵,、不卡,、不易結(jié)垢、耐高溫,、高壓,,安全防爆,適用于惡劣環(huán)境,。流量計(jì)分一體化顯示和遠(yuǎn)傳顯示,,并可輸出脈沖信號或電流信號與微機(jī)聯(lián)網(wǎng)。
二,、測量原理:
高溫渦街流量計(jì)在測量管中垂直插入一個柱狀物時,,流體通過柱狀物兩側(cè)就交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦,這種旋渦列被稱為卡門渦街,??ㄩT渦街的釋放頻率與流體速度及柱狀物的寬度有關(guān),可用下式表示:
f=St·v/d
式中:f-卡門渦街的釋放頻率
St-系數(shù)(稱為斯特羅哈數(shù))
v-流速
d-柱狀物的寬度
卡門渦街釋放頻率f和流速v成正比,,因此通過測量卡門渦街釋放頻率就可算出瞬時流量,。
斯特羅哈數(shù)是渦街流量計(jì)的重要系數(shù)。在曲數(shù)的St≈0.17的平直部分,,旋渦的釋放頻率與流速成正比,,所以檢出頻率f就可求得流速v,由v求出體積流量,。
渦街流量傳感器得旋渦釋放頻率是由旋渦交替地作用于檢測傳感器(探頭)上地應(yīng)力通過在它內(nèi)部地壓電元件來檢出地,。
三、適用場合:
高溫渦街流量計(jì)可廣泛用于大,、中,、小型各種管道給排水、工業(yè)循環(huán)、污水處理,,油類及化學(xué)試劑以及壓縮空氣、飽和及過熱蒸汽,、天然氣及各種介質(zhì)流量的計(jì)量,。
四、性能特點(diǎn):
1,、zui大優(yōu)點(diǎn)是抗振性能特別好,,無零點(diǎn)漂移,可靠性高,。
2,、傳感器的通用性很強(qiáng),從而使傳感器具有良好的互換性采用*數(shù)控設(shè)備加工傳感器的表體和旋渦發(fā)生體等,,確保加工精度,,從而使零部件(特別是旋渦發(fā)生體)的通用性強(qiáng),從而真正做到不會因零部件的更換而影響傳感器的重復(fù)性和精度,;能產(chǎn)生強(qiáng)大而穩(wěn)定的渦街信號,。
3、在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi),,流量特性不受流體壓力,、溫度、黏度,、密度,、成分的影響,僅是與旋渦發(fā)生體的形狀和尺寸有關(guān),。
4,、輸出與流量成正比的脈沖信號或模擬信號,無零點(diǎn)漂移,,精度高,,方便與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。
5,、結(jié)構(gòu)簡單牢固,,無可動部件,可靠性高,,使用維護(hù)方便,。
6、檢測元件不與介質(zhì)接觸,,性能穩(wěn)定,,使用壽命長,傳感器采用檢測探頭與旋渦發(fā)生體分開安裝,而且耐高溫的壓電晶體密封在檢測探頭內(nèi),不與被測介質(zhì)接觸,,所以渦街流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡單,、通用性好和穩(wěn)定性高的特點(diǎn)。
7,、測量范圍寬,,量程比可達(dá)1:10。
8,、測量體積流量時不需補(bǔ)償,,渦街輸出的信號實(shí)際上是與流速成線性關(guān)系的,也就是與體積流量成正比,。壓力和溫度補(bǔ)償?shù)哪康氖菫榱说玫搅黧w的密度,,乘以體積流量就得到質(zhì)量流量,若測量氣體的體積流量就不需要補(bǔ)償,。
五,、技術(shù)指標(biāo):
1、公稱通徑(mm):15,,25,,40,50,,65,,80,100,,125,,150,200,,250,,300,(200~2000插入式) 非標(biāo)產(chǎn)品可根據(jù)用戶要求特殊定做,。
2,、公稱壓力(MPa):DN15-DN200 4.0(>4.0協(xié)議供貨),DN250-DN300 1.6(>1.6協(xié)議供貨) ,。
3,、介質(zhì)溫度(℃):壓電式:-40~260,-40~320,;電容式: -40~300, -40~400,,-40~450(協(xié)議訂貨)。
4,、本體材料:儀表外殼采用鋁合金,1Cr18Ni9Ti,,(其它材料協(xié)議供貨)。
5、允許振動加速度:壓電式:0.2g,;電容式:1.0~2.0g,。
6、度:±1%R,,±1.5%R,,±1FS;插入式:±2.5%R,,±2.5%FS。
7,、范圍度:1:6~1:30,。
8、供電電壓:傳感器:+12V DC,,+24V DC,;變送器:+12V DC ,+24V DC,;電池供電型:3.6V電池,。
9、輸出信號:方波脈沖(不包括電池供電型):高電平≥5V,,低電平≤1V,;電流:4~20mA。
10,、壓力損失系數(shù):符合JB/T9249標(biāo)準(zhǔn) Cd≤2.4,。
11、防護(hù)等級:普通型IP65 ,;潛水型 IP68,。
12、環(huán)境條件:溫度-20℃~55℃,,相對濕度5%~90%,,大氣壓力86~106kPa。
13,、適用介質(zhì):氣體,、液體、蒸汽 ,。
14,、傳輸距離:三線制 脈沖輸出型:≤300m,兩線制標(biāo)準(zhǔn)電流輸出型 (4~20mA):負(fù)載電阻≤750Ω,。
15,、信號線接口:內(nèi)螺紋M20×1.5。
16、現(xiàn)場液晶雙行顯示(溫度補(bǔ)償型)方式:可循環(huán)顯示溫度,、壓力,、瞬時流量、累積流量等參數(shù),。
六,、現(xiàn)場需求:
1、低維護(hù)量-市場上大多數(shù)的渦街流量計(jì)是采用取壓孔或插入式檢測元件感應(yīng)漩渦,,一旦介質(zhì)中雜質(zhì)嵌入取壓孔或感應(yīng)元件與表體間的縫隙,,則造成信號變?nèi)趸虿环€(wěn)定。良好的設(shè)計(jì)應(yīng)該是沒有容易堵塞的部分,,從而降低維護(hù)量,。
2、感應(yīng)元件在線更換-某些廠家的感應(yīng)元件與渦街發(fā)生體合二為一,,看似簡單的設(shè)計(jì)卻給實(shí)際使用帶來不便,。因?yàn)橐坏└袘?yīng)部分失效,則需要將管道內(nèi)介質(zhì)排空泄壓后更換部件,,影響生產(chǎn),。完善的設(shè)計(jì)應(yīng)該是將二者分開,這樣就可以單獨(dú)更換感應(yīng)部分,,而無需將介質(zhì)排空,。
3、渦街流量計(jì)容易受到振動的干擾,,設(shè)計(jì)精良的渦街流量計(jì)可以通過硬件和數(shù)字信號處理將干擾排除,,從而得到穩(wěn)定的信號。
4,、渦街流量計(jì)安裝的一個麻煩事前后需要很長的直管段,,有些廠家可以提供在流量計(jì)內(nèi)部縮徑的設(shè)計(jì),大大降低了用戶專門維渦街流量計(jì)配備直管段的需求,。
七,、調(diào)試使用期間需要注意的問題:
1、流量計(jì)現(xiàn)場安裝,、維護(hù)必須遵守“有防爆性氣體時勿開蓋"的警告語,,并在開蓋前關(guān)掉外電源。
2,、渦街流量計(jì)在室外使用時,,建議加配防護(hù)罩。
3,、不得隨意松開流量計(jì)固定部分,。壓力傳感器的保護(hù),。用戶在使用流量計(jì)時,應(yīng)注意流量計(jì)的壓力過載值為壓力傳感器額定工作壓力的1.5倍(即介質(zhì)zui高壓力的1.5倍),。選型應(yīng)在規(guī)定的流量范圍內(nèi),,防止超速運(yùn)行,以獲得理想的準(zhǔn)確度和保證正常使用壽命,。(由于試壓,、吹掃管道或排氣造成超速運(yùn)轉(zhuǎn),以及渦輪在反向流中運(yùn)轉(zhuǎn)都可能導(dǎo)致流量計(jì)損壞)
4,、渦街流量計(jì)投入運(yùn)行時應(yīng)緩慢開啟閥門,,防止瞬間氣流沖擊而損壞渦輪。加潤滑油應(yīng)按告示牌操作,,加油的次數(shù)依氣質(zhì)潔凈程度而定,,通常每年2~3次。
5,、渦街流量計(jì)運(yùn)行時不允許打開后蓋或更動內(nèi)部有關(guān)參數(shù),,否則將影響流量計(jì)的正常運(yùn)行,。
八,、安裝使用中應(yīng)注意的事項(xiàng):
渦街無機(jī)械可動部件,體積小,,耐腐蝕,,性能穩(wěn)定,可直接顯示介質(zhì)的工作壓力,、溫度,、流量以及標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣量,量程范圍寬,,計(jì)量誤差小等優(yōu)點(diǎn),,現(xiàn)已廣泛用于油氣井的生產(chǎn)計(jì)量和天然氣的銷售計(jì)量中。在多年來的現(xiàn)場應(yīng)用中,,我們認(rèn)為該流量計(jì)于較為干凈的干氣計(jì)量,,漸成為中小用氣計(jì)量的計(jì)量儀表。要保證流量計(jì)計(jì)量準(zhǔn)確,,減少計(jì)量誤差,,請注意:
1、選型合理
勿使實(shí)際zui小流量QVmin低于所選通徑流量計(jì)流量范圍下限,。
2,、安裝正確
渦街流量計(jì)上游的應(yīng)有至少10D長度的計(jì)量直管段。直管段內(nèi)壁應(yīng)光滑,、更不能有臺階,,磨平連接法蘭的焊縫,,法蘭墊片不能突入管道內(nèi),。更不能把流量計(jì)的安裝方向裝反了,。試驗(yàn)證明:一切不合理的安裝,,都將導(dǎo)致流量計(jì)計(jì)量值偏低,。
3,、遠(yuǎn)離震蕩源,,或在流量計(jì)上,、下游安裝支墩,,以避免管線震動的影響,。避免強(qiáng)磁場對流量計(jì)芯片的干擾,。
4、氣質(zhì)相對干凈
尤其不能出現(xiàn)液氣兩相流;氣質(zhì)較臟時,,應(yīng)即時清洗流量計(jì),。
5、減少氣流脈動的影響
可在流量計(jì)前安裝緩沖罐,,或者加長流量計(jì)上游的計(jì)量直管段長度,。
6、及時對流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量檢定,,確保量值準(zhǔn)確可靠,。
九、選型要點(diǎn):
正確選型才能保證渦街流量計(jì)更好的使用,。選用什么種類的渦街流量計(jì)應(yīng)根據(jù)被測流體介質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)來決定?使渦街流量計(jì)的通徑,、流量范圍、襯里材料,、電極材料和輸出電流等?都能適應(yīng)被測流體的性質(zhì)和流量測量的要求,。
1、精密功能檢查
精度等級和功能根據(jù)測量要求和使用場合選擇儀表精 度等級,,做到經(jīng)濟(jì)合算,。比如用于貿(mào)易結(jié)算、產(chǎn)品交接和能源計(jì)量的場合,,應(yīng)該選擇精度等級高些,,如1.0級、0.5級,,或者更高等級; 用于過程控制的場合,,根據(jù)控制要求選擇不 同精度等級;有些僅僅是檢測一下過程流量,無需做控制和計(jì)量的場合,,可以選擇精度等級稍低的,,如1.5級、2.5級,,甚至 4.0級,,這時可以選用價(jià)格低廉的插入式渦街流量計(jì),。
2、可測量的介質(zhì)
測量介質(zhì)流速,、儀表量程與口徑 測量一般的介質(zhì)時,,渦街流量計(jì)的滿度 流量可以在測量介質(zhì)流速0.5—12m/s范圍內(nèi) 選用,范圍比較寬,。選擇儀表規(guī)格(口徑)不一 定與工藝管道相同,,應(yīng)視測量流量范圍是否 在流速范圍內(nèi)確定,即當(dāng)管道流速偏低,,不能滿足流量儀表要求時或者在此流速下測量準(zhǔn) 確度不能保證時,,需要縮小儀表口徑,從而提 高管內(nèi)流速,,得到滿意測量結(jié)果,。
3、渦街流量變送器的選擇
在飽和蒸汽測量中采用VA型壓電式渦街流量變送器,,由于渦街流量計(jì)量程范圍寬,,因此,在實(shí)際應(yīng)用中,,一般主要考慮測量飽和蒸汽的流量不得低于渦街流量計(jì)的下限,,也就是說必須滿足流體流速不得低于5m/s。根據(jù)用汽量的大小選用不同口徑的渦街流量變送器,,而不能以現(xiàn)有的工藝管道口徑來選擇變送器口徑,。
4,、壓力補(bǔ)償壓力變送器的選擇
由于飽和蒸汽管路長,,壓力波動較大,必須采用壓力補(bǔ)償,,考慮到壓力,、溫度及密度的對應(yīng)關(guān)系,測量中只采用壓力補(bǔ)償即可,,由于管道飽和蒸汽壓力在0.3-0.7MPa范圍,,壓力變送器的量程選擇1MPa即可。
5,、顯示儀表選擇
顯示儀表智能流量顯示儀,,具有穩(wěn)壓補(bǔ)償、瞬時流量顯示和累積流量積算功能,。