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溫壓補償渦街流量計

  • 更新時間:2019-09-05
  • 產品型號:
  • 廠商性質:生產廠家
  • 訪問次數:2317

簡要描述:

溫壓補償渦街流量計在流體中設置三角柱型旋渦發生體,則從旋渦發生體兩側交替地產生有規則的旋渦,這種旋渦稱為卡門旋渦,如右圖所示,旋渦列在旋渦發生體下遊非對稱地排列。渦街流量計采用壓電應力式傳感器,可靠性高,可在-20℃~+350℃的工作溫度範圍內工作。
有模擬標準信號,也有數字脈衝信號輸出,容易與計算機等數字係統配套使用,是一種比較先進、理想的測量儀器。

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:概述:

溫壓補償渦街流量計在流體中設置三角柱型旋渦發生體,則從旋渦發生體兩側交替地產生有規則的旋渦,這種旋渦稱為卡門旋渦,如右圖所示,旋渦列在旋渦發生體下遊非對稱地排列。渦街流量計采用壓電應力式傳感器,可靠性高,可在-20℃~+350℃的工作溫度範圍內工作。
有模擬標準信號,也有數字脈衝信號輸出,容易與計算機等數字係統配套使用,是一種比較先進、理想的測量儀器。

工作原理:
在流體中設置三角柱型旋渦發生體,則從旋渦發生體兩側交替地產生有規則的旋渦,這種旋渦稱為卡門旋渦,如右圖所示,旋渦列在旋渦發生體下遊非對稱地排列。

設旋渦的發生頻率為f,被測介質平均流速為 ,旋渦發生體迎流麵寬度為d,表體通徑為D,即可得到以下關係式:

 

f=SrU1/d=SrU/md                     (1)
式中  U1--旋渦發生體兩側平均流速,m/s;
Sr--斯特勞哈爾數;
m--旋渦發生體兩側弓形麵積與管道橫截麵麵積之比
 

 

管道內體積流量qv為
qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr                 (2)
K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1                  (3)
式中 K--流量計的儀表係數,脈衝數/m3(P/m3)。
K除與旋渦發生體、管道的幾何尺寸有關外,還與斯特勞哈爾數有關。斯特勞哈爾數為無量綱參數,它與旋渦發生體形狀及雷諾數有關,圖2所示為圓柱狀旋渦發生體的斯特勞哈爾數與管道雷諾數的關係圖。由圖可見,在ReD=2×104~7×106範圍內,Sr可視為常數,這是儀表正常工作範圍。當測量氣體流量時,VSF的流量計算式為

(4)


圖2 斯特勞哈爾數與雷諾數關係曲線

式中 qVn,qV--分別為標準狀態下(0oC或20oC,101.325kPa)和工況下的體積流量,m3/h;
Pn,P--分別為標準狀態下和工況下的壓力,Pa;
Tn,T--分別為標準狀態下和工況下的熱力學溫度,K;
Zn,Z--分別為標準狀態下和工況下氣體壓縮係數。
由上式可見,VSF輸出的脈衝頻率信號不受流體物性和組分變化的影響,即儀表係數在一定雷諾數範圍內僅與旋渦發生體及管道的形狀尺寸等有關。但是作為流量計在物料平衡及能源計量中需檢測質量流量,這時流量計的輸出信號應同時監測體積流量和流體密度,流體物性和組分對流量計量還是有直接影響的。

 原理進行封閉管道流體流量測量的新型流量計。因其具有良好的介質適應能力,無需溫度壓力補償即可直接測量蒸汽、空氣、氣體、水、液體的工況體積流量,配備溫度、壓力傳感器可測量標況體積流量和質量流量,是節流式流量計的理想替代產品。
為提高渦街流量計的耐高溫及抗振動性能,我公司新近開發出了SDLU改進型渦街流量傳感器,因其獨特的結構和選材使該傳感器可在高溫(350℃)、強振動(≤1g)的惡劣工況下使用。
在實際應用中,往往zui大流量遠低於儀表的上限值,隨著負荷的變化,zui小流量又往往會低於儀表的下限值,儀表並非工作在它的 工作段,為了解決這一問題,通常采用在測量處縮徑提高測量處的流速,並選用較小口徑的儀表以利於儀表的測量,但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長度為15D以上的直管段進行整流,使加工、安裝都不方便。我公司研製的縱斷麵形狀為圓弧的LGZ變徑整流器,具有整流、提高流速及改變流速分布多重作用,其結構尺寸小,僅為工藝管內徑的1/3,與渦街流量計作成一體,不僅不需要另外附加一段直管段,還可以降低對工藝管直管段的要求,安裝非常方便。

為了使用方便,電池供電的本地顯示型渦街流量計采用微功耗高新技術,采用鋰電池供電可不間斷運行一年以上,節省了電纜和顯示儀表的采購安裝費用,可就地顯示瞬時流量、累積流量等。溫度補償一體型渦街流量計還帶有溫度傳感器,可以直接測量出飽和蒸汽的溫度並計算出壓力,從而顯示飽和蒸汽的質量流量。溫壓補償一體型帶有溫度、壓力傳感器,用於氣體流量測量可直接測量出氣體介質的溫度和壓力,從而顯示氣體的標況體積流量。
◆測量介質:氣體、液體、蒸氣
◆口徑規格法蘭卡裝式口徑選擇25,32,50,80,100
◆法蘭連接式口徑選擇100,150,200
◆流量測量範圍正常測量流速範圍?雷諾數1.5×104~4×106;氣體5~50m/s;液體0.5~7m/s
正常測量流量範圍液體、氣體流量測量範圍見表2;蒸氣流量範圍見表3
◆測量精度1.0級 1.5級
◆被測介質溫度:常溫–25℃~100℃
◆高溫–25℃~150℃ -25℃~250℃
◆輸出信號脈衝電壓輸出信號高電平8~10V 低電平0.7~1.3V
◆脈衝占空比約50%,傳輸距離為100m
◆脈衝電流遠傳信號4~20 mA,傳輸距離為1000m
◆儀表使用環境溫度:-25℃~+55℃ 濕度:5~90% RH50℃
◆材質不鏽鋼, 鋁合金
◆電源DC24V或鋰電池3.6V
◆防爆等級本安型iaIIbT3-T6
防護等級IP65

 

代號

通徑

流量範圍㎡/h

ZYY-LUG-25

DN25

1~10(液體)

25~60(氣體)

蒸汽流量請查看說明書,DN300以上推薦使用插入式渦街流量計

ZYY-LUG-32

DN32

1.5~18(液體)

15~150(氣體)

ZYY-LUG-40

DN40

2.2~27(液體)

22.6~150(氣體)

ZYY-LUG-50

DN50

4~55(液體)

35~350(氣體)

ZYY-LUG-80

DN80

9~135(液體)

90~900(氣體)

ZYY-LUG-100

DN100

14~200(液體)

140~1400(氣體)

ZYY-LUG-150

DN150

32~480(液體)

300~3000(氣體)

ZYY-LUG-200

DN200

56~800(液體)

550~5500(氣體)

 

代號

功能1

N

無溫壓補償

Y

有溫壓補償

 

代號

輸出型號

F1

4-20mA輸出(二線製)

F2

4-20mA輸出(三線製)

F3

RS485通訊接口

 

代號

被測介質

J1

液體

J2

氣體

J3

蒸汽

 

代號

連接方式

L1

法蘭卡裝式

L2

法蘭連接式

 

代號

功能2

E1

1.0級

E2

1.5級

T1

常溫

T2

高溫

T3

蒸汽

P1

1.6MPa

P2

2.5MPa

P3

4.0MPa

D1

內部3.6V供電

D2

DC24V供電

B1

不鏽鋼

B2

碳鋼

         

渦街流量計的優點
ZYYLUG-智能渦街流量計的zui大優點是抗振性能特別好,無零點漂移,可靠性高。
    1通過長時間對渦街流量計進行的大量波形分析和頻譜分析,中原設計出了 的探頭形狀、壁厚,高度、探頭杆直徑及與之相配套的壓電晶體,采用先進的數控車床進行加工,確保加工的同軸度和光潔度等技術參數,配合特殊的工藝處理,從而zui大限度的克服渦街流量計存在的固有自振蕩頻率對信號的影響這個通病。這是中原公司在製作渦街流量計方麵的技術獨特優勢,使得中原公司出廠的渦街流量計具有量好的抗振動能力。
    ②智能渦街流量計的傳感器的通用性很強,從而使傳感器具有良好的互換性采用先進數控設備加工傳感器的表體和旋渦發生體等,確保加工精度,從而使零部件(特別是旋渦發生體)的通用性強,從而真正做到不會因零部件的更換而影響傳感器的重複性和精度;能產生強大而穩定的渦街信號。
    ③結構簡單牢固,無可動部件,可靠性高,使用維護方便。
    ④檢測元件不與介質接觸,性能穩定,使用壽命長
    傳感器采用檢測探頭與旋渦發生體分開安裝,而且耐高溫的壓電晶體密封在檢測探頭內,不與被測介質接觸,所以FFM63係列渦街流量計具有結構簡單、通用性好和穩定性高的特點。
    ⑤輸出與流量成正比的脈衝信號或模擬信號,無零點漂移,精度高,方便與計算機聯網
    ⑥測量範圍寬,量程比可達1:10
    ⑦渦街流量計測量體積流量時不需補償,渦街輸出的信號實際上是與流速成線性關係的,也就是與體積流量成正比。壓力和溫度補償的目的是為了得到流體的密度,乘以體積流量就得到質量流量,若測量氣體的體積流量就不需要補償了。
    ⑧壓力損失小。
    用口徑DN50的渦街流量計測量可燃氣體的流量,若管道內的zui大流量Qmax =200m3/h時,傳感器的壓力損失是:△P =1.08×10-6 ρv2(kPa)= 0.605 KPa
    ⑨在一定的雷諾數範圍內,流量特性不受流體壓力、溫度、黏度、密度、成分的影響,僅是與旋渦發生體的形狀和尺寸有關。
    ⑩應用範圍廣,蒸汽、氣體、液體流量均可測量。
渦街流量計的技術參數
●測量流體:飽和蒸汽、過熱蒸汽、氣體、液體(避免多相流)
●測量準確度及重複性:

測量流體

準確度

重複性

氣體(含蒸汽)

1.0級

0.33%

液體

1.5級

0.5%

●測量範圍

測量流體

流速下限(m/s)

流速上限(m/s)

氣體(含蒸汽)

7

70

液體

0.7

7

●額定壓力:1.6MPa、2.5MPa、6.3MPa
●流體溫度:-40℃~250℃(普通型),100℃~350℃(普通型)
●結構類型:一體型渦街流量計
●結構材質

部件名稱

材質

傳感器表體

304不鏽鋼、316不鏽鋼

旋渦發生體

304不鏽鋼、316不鏽鋼

檢測探頭

316L

連杆

304不鏽鋼

散熱器

鋁合金

墊片

耐高溫石棉墊、丁晴橡膠墊片、石墨墊片

●工作電源

*種電源方式

3.6V鋰電池供電(就地顯示型)

第二種電源方式

24VDC(或12VDC)

第二種電源方式

24VDC(或12VDC)或3.6V鋰電池供電雙電源供電

●輸出信號:脈衝輸出、4~20mA 電流輸出,RS485通訊等三種輸出可供選擇
●電氣接口:M20*1.5
●防護等級:IP65
●表體處理:傳感器表體采用不鏽鋼噴砂,放大器外殼采用噴塑。
●環境溫度:-35℃~60℃(無LCD)、-5℃~60℃(帶LCD)
●相對濕度:5%~95℃

智能渦街流量計安裝示意圖

 

智能渦街流量計的安裝要求
智能渦街流量計有許多種結構形式,安裝、維修人員需要了解所裝儀表的具體結構、特點以及流量信號的轉換,了解信號傳輸過程中的各個環節,按產品說明書進行安裝,以確保流量計的精確測量。
1、合理選擇安裝場所和環境
避開強電力設備,高頻設備,強電源開關設備;避開高溫熱源和輻射源的影響,避開強烈震動場所和強腐蝕環境等,同時要考慮安裝維修方便。
2、上下遊必須有足夠的直管段
若傳感器安裝點的上遊有大於>15。漸縮管,則:上遊直管段≥15D,下遊直管段≥5D

 

若傳感器安裝點的上遊有大於>15。漸擴管,則:上遊直管段≥18D,下遊直管段≥5D

 

若傳感器安裝點的上遊有90。彎頭或T形接頭,則:上遊直管段≥20D,下遊直管段≥5D

 

若傳感器安裝點的上遊在同一平麵上有二個90。彎頭,則:上遊直管段≥25D,下遊直管段≥5D

 

若傳感器安裝點的上遊在不同平麵上有二個90。彎頭,則:上遊直管段≥40D,下遊直管段≥5D

調節閥應安裝在傳感器的下遊5D以外處,若必須安裝在傳感器的上遊,傳感器上遊直管段應不小於50D,下遊應有不小於5D。

 

3、安裝點上下遊的配管應與傳感器同心,同軸偏差應不小於0.5DN
傳感器安裝點的上下遊配管的內徑應與傳感器通徑相同,其應滿足下式的要求:
0.98DN≤D≤1.05DN
式中:DN----傳感器通徑;
D----配管內徑。
傳感器與法蘭間的密封墊不能凸入管道內,其內徑可比傳感器通徑略大。

4、管道采取減振動措施
傳感器盡量避免安裝在振動較強的管道上,特別是橫向振動。若不得已要安裝時,必須采取減振措施,在傳感器的上下遊2D處分別設置管道緊固裝置,並加防振墊。

 

.在水平管道上安裝是流量傳感器zui常用的安裝方式。
測量氣體流量時,若被測氣體中含有少量的液體,傳感器應安裝在管線的較高處。

 

測量液體流量時,若被測液體中含有少量的氣體,傳感器應安裝在管線的較低處。

 

6.傳感器在垂直管道的安裝
測量氣體流量時,傳感器可以安裝在垂直管道上,流向不限。若被測氣體中含有少量的液體,氣體流向應由下向上。
測量液體流量時,液體流向應由下向上:這樣不會將液體重量額外附加在探頭上。

 

7、傳感器在水平管道的側裝
無論測量何種流體,傳感器可以在水平管道上側裝,特別是測量過熱蒸汽,飽和蒸汽和低溫液體,若條件允許采用側裝,這樣流體的溫度對放大器的影響較小。

8.傳感器在水平管道的倒裝
一般情況下不推薦用此安裝方法。此安裝方法不適用於測量一般氣體、過熱蒸汽。可用於測量飽和蒸汽,適用於測量高溫液體或需經常清洗管道的情況。

 

9.傳感器在有保溫層管道上的安裝
測量高溫蒸汽時,保溫層zui多不能超過支架高度的三分之一。

 

10.測壓點和測溫點的選擇
根據測量的需要,需在傳感器附近測量壓力和溫度時,測壓點應在傳感器下遊的3-5D處,測溫點應在傳感器下遊的6-8D處。

 

渦街流量計的正確接線

一般原則:在易受電噪聲幹擾的場所,使用屏蔽電纜。屏蔽層應可靠的接在放大器的接地螺絲上或在控製室接工作接地。在高溫或低溫環境中或者是現場空氣中含有油、溶劑或其他腐蝕性氣體時,要采用適合於這種特殊場合的的屏蔽電纜。
頻率信號輸出的接線
輸出頻率信號的流量計與其它設備之間采用三線製傳輸,供電電源為24VDC±10%(或12VDC),輸出回路的zui小負載電阻為10KΩ,zui大電容為0.2UF。

 

4-20mA信號輸出的接線
輸出4-20mA信號的渦街流量計與其它設備之間采用二線製傳輸,供電電源為24VDC±10%,輸出回路的zui大負載電阻為600Ω。(包括電纜線的電阻)

 

渦街流量計的結構種類及外形尺寸數據表

渦街流量計的結構組成
    主要由轉換器(內有放大板)、支架、旋渦發生器組件(內有三角柱、探頭)和表體組成,如下圖所示:

 

安裝配套件有:凹*法蘭、長螺栓、螺母等,如下圖所示:

 

㈡FFM63係列渦街流量計的外形尺寸

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