?概述
- 1. 1原理及適用范圍
- 多勒氣體質量流量計是目前上主要流量儀表產品之一，廣泛應用于石油、化工、冶金、供熱等部門。對液體、氣體、蒸汽的流量進行檢測和計量。
- 在流體中設置三角柱型旋渦發(fā)生體，從旋渦發(fā)生體兩側交替地產生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡門旋渦，如圖1．1所示，旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。設旋渦的發(fā)生頻率為f，被測介質的平均流速為V，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，即可得到關系式：
在旋渦發(fā)生體中裝入檢測探頭及相應電路即構成了多勒氣體質量流量傳感器，LUGB—2型多勒氣體質量流量傳感的探頭，采用特殊結構及材質，是改進型多勒氣體質量流量傳感器。
1．2 特點渦街流量計圖片
檢測元件不接觸流體，可靠性高，介質適應性強
無可動部件，耐磨損，結構牢固、簡單
良好的抗震性能
允許工作溫度范圍寬，-40℃~+350℃
測量范圍寬，準確度高渦街流量計圖片渦街流量計圖片
脈沖信號輸出或二線制4～20mA電流信號輸出
2、基本參數
| 液體、氣體、蒸汽(單相介質或可以認為是單相介質) | ||||
飽和蒸汽在干度≥85％時，可以認為是單相介質 | |||||
介質溫度 | -40℃~+350℃ | ||||
介質壓力 | 1.6MPa 2.5MPa 4.0MPa(壓力4.0MPa以上，需特殊定做) | ||||
準確度 | 1.0級 1.5級 | ||||
量程比 | 1：8~1：30(參比標況下空氣) 1：8~1：40(參比常溫水) | ||||
流量范圍 | 液體0.4~7.0m/s 氣體4.0~60.0m/s 蒸汽5.0~70.0m/s | ||||
規(guī) 格 | Φ25Φ40 Φ50Φ65Φ80 Φ100Φ125Φ150 Φ200 Φ250 Φ300 | ||||
材 質 | 1Crl8Ni9Ti | ||||
雷諾數 | 正常2x104~7x106 | ||||
阻力系數 | Cd≤2.6 | ||||
允許振動加速度 | LUGB型≤0.2g | ||||
防護等級 | IP65 | ||||
防爆等級 | (ia) ⅡCT6 | ||||
環(huán)境條件 環(huán)境條件 | 環(huán)境溫度 | -40~+55℃(非防爆場所) -20~+55℃(防爆場所) | |||
相對濕度 | ≤85％ | ||||
大氣壓力 | 86~106kPa | ||||
供電電源 | 非防爆型 | 脈沖型 | +12VDC 20mA | ||
電流型 | +24VDC 20mA | ||||
輸 出 信 號 | 頻率脈沖信號2~3000Hz 低電平≤1V 高電平≥6V | ||||
二線制4~20mA信號(隔離輸出) 負載≤500Ω | |||||
3、傳感器的選型:
1. 傳感器是由檢測體與檢測放大器兩部分及連接桿組成，表體及其組成部件和連接桿均由1Crl8Ni9Ti材料制成，具有防腐耐用之優(yōu)點，內部旋渦發(fā)生體與表體之間采用氣體保護自熔焊接，堅固耐用。檢測探頭與旋渦發(fā)生體的分離結構，使難以解決的因導壓孔堵塞而不能工作的現象得到圓滿的解決。結構形式及外型尺寸如圖所示：
表一：主要外型尺寸(單位：mm)見圖1.2：
口徑 | L1 | L2 | D1 | D2 | H | D3 | N |
20 | 65 | 95 | 125 | 100 | 460 | 14 | 4 |
25 | 65 | 95 | 125 | 100 | 460 | 14 | 4 |
40 | 75 | 109 | 145 | 110 | 470 | 18 | 4 |
50 | 75 | 109 | 160 | 125 | 481 | 18 | 4 |
65 | 75 | 117 | 180 | 145 | 497 | 18 | 4 |
80 | 80 | 122 | 195 | 160 | 510 | 18 | 6 |
100 | 90 | 132 | 230 | 190 | 544 | 18 | 8 |
125 | 100 | 146 | 245 | 210 | 564 | 18 | 8 |
150 | 120 | 170 | 280 | 240 | 594 | 22 | 8 |
200 | 150 | 200 | 335 | 295 | 646 | 22 | 12 |
250 | 160 | 214 | 405 | 355 | 708 | 24 | 12 |
300 | 170 | 224 | 460 | 410 | 760 | 24 | 12 |
表二：參加流量范圍表
公稱通徑DN（mm） | 液體(t=20℃ ρo=1000kg／m3) | 氣體(t=20℃ 101325Pa空氣) | ||
標準范圍 | 可測流量范圍 | 標準范圍 | 可測流量范圍 | |
20 | 1-8 | 0.6-12 | 5-50 | 5-60 |
25 | 1.5-12 | 0.8-16 | 8-80 | 8-120 |
40 | 2.5-30 | 1.5-40 | 20-200 | 18-300 |
50 | 3-50 | 2-60 | 30-300 | 30-500 |
65 | 5-80 | 3-90 | 50-500 | 50-900 |
80 | 8-120 | 5-150 | 80-1000 | 60-1200 |
100 | 12-200 | 6-240 | 100-1000 | 100-2000 |
125 | 20-300 | 13-390 | 150-1600 | 150-3000 |
150 | 30-400 | 15-600 | 250-2500 | 200-4000 |
200 | 40-800 | 30-1200 | 400-4000 | 350-8000 |
250 | 80-120 | 40-1600 | 600-6000 | 500-1200 |
300 | 100-1800 | 50-2000 | 1000-10000 | 600-18000 |
3.2 工況條件下流量范圍的選擇
口徑不同、介質不同，多勒氣體質量流量傳感器、變送器的測量范圍不盡相同，特殊介質的選型須計算確定。
3.2.1 氣體流量范圍的選擇
多勒氣體質量流量計的上限流量一般不53D7介質壓力和溫度的影響，流量范圍主要是取決于介質的工況密度和運動粘度，因此流量范圍的確定實際就是核算可用的下限流量。
計算 1：首先計算由密度決定的工況下限流量QP公式
式中： Qp：在該介質工況密度下儀表的下限流量
Qo：參比條件下儀表的下限流量（m3/h）
ρo：參比空氣密度，ρo=1.205kg/m3
ρ：被測介質工況密度（kg/m3）
計算2： 核算由運動粘度決定的下限流量Qv公式
Qv=Qo×v/vo（m3/h）
式中：
Qv：用于該介質時的下限流量
Qo：參比條件下的下限流量；（m3/h）
Vo：參比粘度，15kgm/S2
V：被測介質工況粘度（kgm/S2）
比較Qo與Qv，比較大的流量作為氣體實行下限流量。
3.2.2 液體流量范圍的選擇
液體的流量范圍見表（二）。若測量的介質不是ρ=1000kg/m3可按公
式（3）進行計算選取。
3.2.3 蒸汽流量范圍的選擇
飽和蒸汽：請參照表（三）進行選擇。
過熱蒸汽：通過表（四）可查得壓力和溫度對應的密度，取表（三）相
近的密度的流量范圍，即可確定其為該過熱蒸汽的流量范圍。
三：飽和蒸汽質量流量范圍表（kg/h）
表四：過熱蒸汽相對于壓力和溫度的密度(Kg/m3)
壓 力MPa | 溫度（℃） | |||||
150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 | |
0.1 | 0.52 | 0.46 | 0.42 | 0.38 |
|
|
0..15 | 0.78 | 0.70 | 0.62 | 0.57 | 0.52 | 0.49 |
0.2 | 1.04 | 0.93 | 0.83 | 0.76 | 0.69 | 0.65 |
0..25 | 1.31 | 1.16 | 1.04 | 0.95 | 0.87 | 0.81 |
0.33 | 1.58 | 1.39 | 1.25 | 1.14 | 1.05 | 0.97 |
0.35 | 1.85 | 1.63 | 1.46 | 1.33 | 1.22 | 1.13 |
0.4 | 2.12 | 1.87 | 1.68 | 1.52 | 1.40 | 1.29 |
0.5 |
| 2.35 | 2.11 | 1.91 | 1.75 | 1.62 |
0.6 |
| 2.84 | 2.54 | 2.30 | 2.11 | 1.95 |
0.7 |
| 3.33 | 2.97 | 2.69 | 2.46 | 2.27 |
0.8 |
| 3.83 | 3.41 | 3.08 | 2.82 | 2.60 |
1..0 |
| 4.86 | 4.30 | 3.88 | 3.54 | 3.26 |
1.2 |
| 5.91 | 5.20 | 4.67 | 4.26 | 3.92 |
1.5 |
| 7.55 | 6.58 | 5.89 | 5.36 | 4.93 |
2.0 |
|
| 8.968 | 7.97 | 7.21 | 6.62 |
2.5 |
|
| 11.5 | 10.1 | 9.11 | 8.33 |
3.0 |
|
| 14.2 | 12.3 | 11.1 | 10.1 |
3.5 |
|
| 17.0 | 14.6 | 13.0 | 11.8 |
4.0 |
|
|
| 17.0 | 15.1 | 13.6 |
4、安裝條件
4.1傳感器應水平或垂直安裝(液體的流向自下而上)在與其公稱通徑相應的管道上。
4.2傳感器上游和下游應配置一定長度的直管段，其長度應滿足下表所示的要求。
直管段長度配置
上游管道形式 | 上游直管段長度 | 下游直管段長度 |
同心管全開閘閥 | ≥12DN |
≥5DN
|
同心收縮全開閘閥 | ≥15DN | |
一個900彎頭 | ≥20DN | |
同一平面二個900彎頭 | ≥25DN | |
不同平面二個900彎頭 | ≥40DN | |
調節(jié)閥、半開閘閥 | ≥50DN |
4.3在傳感器的上游側不應設置流量調節(jié)閥
4.4如上游直管段長度不能滿足上表要求，建議用戶在上游側管道中安裝流體整流器
4.5傳感器不要安裝在有強烈振動的管道上，以免影響精度，如傳感器在有振動的管段
上安裝使用時，可采取下面措施來減小振動帶來的干擾；
a.要在傳感器上游2D處加裝管道固定支撐點
b.在滿足直管段要求前提下，加裝軟管過渡
4.6傳感器安裝在高溫管道上時，如果保溫不好，傳感器須垂直向下安裝。
4.7多勒氣體質量流量傳感器在安裝過程中不允許用硬物撞擊，否則將影響計量精度，甚至損壞儀表。
4.8當測量的介質需對溫度和壓力進行修正時，應在傳感器后3—5DN處作取壓點，在
傳感器后5-8DN處作取溫點。(如圖1.3)
5.2接線
5.2.1接線導線選用3×0.5mm2或2×0.5mm2（Iout4~20mA電流輸出型）屏蔽電纜
5.2.2導線與接線端子連接必須可靠
5.2.3電源負端（OV）應可靠接地；如果系統不允許OV端接地，可在OV端與大地
間接一支47μF/50V電解電容。
6、插入式流量計的安裝
1、在管路上選擇插入式多勒氣體質量流量計安裝地點時應保證上游直管段長度≥15D，下游直管段≥5D。
2、在管道用氣割方法開一個Φ100mm的圓孔，孔的周邊應無毛刺，以保證探頭順利通過。
3、在管道圓孔處焊上法蘭短管，焊時應注意垂直方向，焊后要求軸線與管道軸線相正交，且法蘭短管的延長線通過管道橫面的圓心。（見圖4）
4、多勒氣體質量流量計下連接法蘭以下插入桿的長度Y值的確定，應以出廠實際標準為準，用戶可不需調整，如特殊情況下，在計算插入深度時，應視直管段長度和工況介質等情況，可作適當調整。一般在測量管直段足夠長或測量管道口徑為400mm以上時，有先采用平均流速點測量法，這種方法測量精度基本不受雷諾數變化影響，探頭的插入深度為Y=0.25R-0.25D（R為測量管道半徑,D為測量管道通徑）。當測量管直管段較短或測量管道口徑為400mm以下時（包含400mm）時，采用中心流速點測量法，插入深度為Y=0.5D（見圖3，圖5）。在測量深度確定后，可在安裝之前將插入桿調整好長度，定準沖點方向標志，保證漩渦發(fā)生體的方向同測量管道流向按圖3要求*（見圖3），這時可將流量計同螺栓連接固定在法蘭短管上。
5、在法蘭之間應安裝密封墊（見圖3），常溫用橡膠板，高溫用石棉板等耐熱材料。
6、不斷流裝卸方法（帶球閥），拆卸時，首先旋松緊定螺釘
4，再松KAI鎖緊螺母
?5，然后向上推動插入桿，直到探頭位于球閥上部的極限位置上，這時剛好能使球閥關閉。再拆卸上連接法蘭8，螺栓12和螺母11，然后將流量計端下，安裝流量計的順序則與拆卸時相反。
7、現場顯示型多勒氣體質量流量計使用說明
基本概述
VT3W/2WE 三線/二線制E系列顯示電路是多勒氣體質量流量計的新精簡型電路，其放大電路為模擬式。可在常規(guī)的流量范圍內準確測量氣體、液體和蒸汽的流量而不受流體物理性質的影響?？赏ㄟ^人工設定適應各種口徑和各類測量介質。
數據后處理和信號遠傳電路分為三線制和二線制。三線制可帶RS485通訊，并可采用電池供電。二線制用4-20mA電流輸出并可提供隔離的原始脈沖輸出。其設計及使用方面有以下突出的優(yōu)點：
1. 測量液體、氣體和蒸汽時可設置密度、溫度和壓力修正，將工況流量直接轉換成質量流量或標準狀態(tài)下的體積流量。7種補償算法可滿足常用流量補償計算。
2. 128×64點陣LCD液晶就地顯示瞬時和累計流量，及測量的頻率和輸出電流。
3. 顯示數據豐富直觀。按通用操作原則的菜單，用漢字提示,清晰直觀，操作簡單。
4. 電路采用表面貼裝工藝，用開關設定各口徑介質；結構緊湊，可靠性高。
5. 探頭和電路部件通用互換。VT3WE三線制可電池供電，工作時間超過2年。
6. VT2WE用4-20mA模擬電流信號輸出，并帶有三線脈沖信號。
7. VT3WE加RS485通訊可滿足用戶多種需要。
RS485采用8~16字節(jié)短報文尋址的PYMC通訊協議。儀表編號01-99。按通訊協議依地址可上傳瞬時、累積流量，頻率等各種測量數據。
儀表接線
警告：接線前應先斷開外電源，決不允許帶電接線?。。?/span>
儀表接線在放大板上，大端子為*的主接線端子，小端子為附加功能接線的輔助端子。
VT2WE二線制電路接線
1、主供電和輸出信號接線端子（左側2位吊框旋壓式端子）
+24V | -24V | V+ | F | 0V |
“+24V”：為15~24V電源“+”端
“-24V”：為4~20mA電流輸出端
“+24V”接+24V外電源，電流輸出從“-”端流出至計算機或顯示表的取樣電阻，經過取樣電阻等負載后流回到電源“-”端。
脈沖輸出接線：
V+： 接脈沖輸出供電的電源“+”端（+12V）
F ： 為脈沖輸出信號端
0V： 接脈沖輸出供電的電源地“-”端
此脈沖輸出必須在主電流回路供電的情況下使用，輸出為帶50Hz切除的無修正光隔離原始脈沖，通常在標定時使用；輸出信號為含1K5上拉電阻的集電極開路輸出。
系統接線圖可參見附圖 “VT2WE二線制電路接線圖”
本安防爆型多勒氣體質量流量計的防爆標志為Exia II CT2-T6，它與顯示儀表或計算機等關聯設備之間必須加防爆安全柵。防爆型多勒氣體質量流量計安裝于危險場所，安全柵、顯示儀表、供電電源、計算機等關聯設備必須安裝在安全場所。具體接線請參看防爆安全柵廠家提供的接線說明及附圖。
用戶菜單操作
（一）、工作屏
接通電源后，儀表首先自檢，完成后進入屏1的工作主顯示狀態(tài)。
xxxxxx.xxm3 xxxx.xxm3/h F=xxx.xxHz Iout=x.xxmA |
圖表 1 VT2WE兩線制工作屏1界面
從上到下：
*行：累計總量；可保留小數后2位顯示，小數點自動進位。流量單位同瞬時流量單位的非時間部分*
第二行：瞬時流量；保留小數后2位，流量單位詳細見菜單設置
第三行：流量信號頻率值；顯示F=XXXX.XX Hz。保留2位小數顯示。
第四行：輸出電流值；顯示I= XX.XX mA，保留2位小數顯示（僅2W型）
按 “<” 鍵或者“+”健在工作屏2與工作屏1之間切換
T=xxx.x℃ P=xxx.xxkPa 輸入密碼：xx |
從上到下：
*行：溫度設置值；用于溫度補償有關的計算。
顯示T≡999.9℃。保留1位小數顯示。
第二行：壓力設置值；用于壓力補償有關的計算。
顯示P≡99999.99kPa，保留2位小數顯示。
第三行：進入設置態(tài)的密碼。
按“E”鍵進入密碼輸入初始狀態(tài)；
按“S”鍵取消密碼輸入狀態(tài)，進入屏二副界面顯示狀態(tài)；
按“+”鍵在輸入狀態(tài)下，循環(huán)改變光標當前值；
按“<”移動當前輸入光標位置；
在輸入狀態(tài)按“E”鍵，提交密碼輸入。如果密碼正確，則進入對應的菜單，如果密碼不正確，則返回到輸入初始狀態(tài)。
T=xxx.xx℃ P=xxx.xxkPa 輸入密碼：0 |
密碼：用戶菜單密碼22
（二）、用戶參數設置
1、輸入操作
在輸入狀態(tài)下：
按“S”鍵，退出輸入狀態(tài)。
按“E”鍵，確認保存輸入。
按“+”鍵，循環(huán)改變當前輸入光標處的數值或者符號、小數點。
按“<”鍵，將當前輸入光標向右移動一位。
輸入zui多輸入8位數據（包括符號、小數點）。
2、菜單操作
在菜單瀏覽中按“+”鍵向下翻菜單；按“<”鍵向上翻菜單
在菜單瀏覽中，按“E”鍵，進入子菜單。
在菜單瀏覽中，按“S”鍵，返回工作屏2界面。可以通過“<”鍵和“+”鍵在工作屏1和工作屏2之間切換。
在子菜單中，按“S”鍵，退出子菜單，返回菜單瀏覽
在子菜單中，按“E”鍵，進入子菜單修改狀態(tài)。
在子菜單修改狀態(tài)中，如果是通過選擇項修改，則按“+”鍵向下選擇；按“<”向上選擇，選擇后按“E”鍵確認。
在子菜單修改狀態(tài)中，如果是輸入方式修改，則按照輸入操作進行修改。
在子菜單修改狀態(tài)中，按“S”鍵返回子菜單。
3、設定方法
密碼確認后，即可進入參數設置狀態(tài)，根據不同的測量要求，選擇設置不同的工作模式，同時設置相應的儀表參數。用戶菜單密碼為22。
打開表前蓋，按表1定義依次按選擇需要的設定的參數菜單，進入菜單修改狀態(tài)
注意事項：參數設置時，顯示內容需按“E”鍵確認后才可存入，否則設置無效
用戶參數設定菜單
子菜單 序號 | 菜單顯示 | 意義 | 選擇項或數值范圍 |
1 |
流量單位選擇 |
流量單位選擇 （默認0） | 0：m3/h 1：m3/m 2：l/h 3：l/m 4：t/h 5：t/m 6：kg/h 7：kg/m |
2 |
算法選擇 |
算法選擇 （默認0） | 00：常規(guī)體積流量 01：常規(guī)質量流量 02：常規(guī)氣體體積流量 03：常規(guī)氣體質量流量 04：飽和蒸汽溫度補償 05：飽和蒸汽壓力補償 06：過熱蒸汽溫壓補償 |
3 | 流量系數 | 流量系數 （默認3600） | 設定儀表系數，單位為P/m3 |
4 | 滿度輸出流量 | 滿度輸出流量 （默認1000） | 當儀表輸出4~20mA模擬信號時必須設定 該值，且不得為0，單位與流量單位* |
5 | 密度設置 | 密度設置 （默認1.0） | 當算法選擇設置為質量流量（01、03） 時，必須設置此項，單位為kg/m3 |
6 | 溫度設置 | 溫度設置 （默認0.0） | 設定溫度計算值，當選擇02、03、04、06 算法時，必須設置此項。單位為攝氏度 |
7 | 壓力設置 | 設置氣體 壓力 （默認101.325） | 設置氣體壓力計算值，當選擇 02、03、05、06算法時，必須設置此項。 單位為kPa （真空為0.0將導致流量為0） |
8 | 下限切除流量 | 設置切除脈沖 輸入百分比 默認（1%） | 數值在0~100之間 |
9 | 485 Address | 設置RS485 通訊序號 （默認0） | 僅VT3WE型儀表進行RS485通訊時 需設定此項，且不能與同一系統內 其他設備相同，范圍為0~31 |
10 | 阻尼時間 | 設輸出電流 阻尼時間 （默認為4s） | 僅VT2WE型 設電流輸出阻尼時間，用 于避免輸出電流隨流量波動太大 范圍為2~32 |
11 | 清零累計量 | 清零累計量 | 若要清零累計量，選擇YES 并按“E”鍵即可 |
8、常見故障現象及解決方法
常見故障現象 | 原 因 | 解決辦法 |
測量誤差大 | 1)直管段長度不足 2)供電電壓變化過大 3)儀表超過檢定周期 4)傳感器與配管內徑差異較大 5)安裝不同心或是密封墊凸如管 內 6)傳感器玷污或損傷 7)有兩相流或脈動流 8)管道有泄露 | 1)加長直管段或是加裝調整器 2)檢查電源 3)及時送檢 4)檢查配管內徑修正儀表系數 5)調整安裝，休整密封墊 6)清洗或更換傳感器 7)排除兩相流或脈動流 8)排除泄露 |
輸出信號不穩(wěn) 定和不規(guī)則 | 1)有較強的電干擾信號 2)傳感器玷污或受潮，靈敏度降 低 3)傳感器受損或是引線接觸不好 4)出現兩相流或脈動流 5)管道震動的影響 6)工藝流程不穩(wěn) 7)傳感器安裝不同心或是密封墊 凸人管內 8)上下游閥門擾動 9)流體未充滿管道 10)旋渦發(fā)生體有纏繞物 11)存在氣穴現象 | 1)加強屏蔽和接地 2)清洗或更換傳感器 3)檢查傳感器及引線 4)加強工藝流程管理，消除兩相 流或脈動流 5)采取減振措施 6)調整安裝位置 7)檢查安裝情況，改正密封墊內 徑 8)加長直管段或是加裝調整器 9)更換傳感器的安裝地點和方式 10)消除纏繞物 11)降低流速，增加管內壓力 |
測量管泄露 | 1)管內壓力過高 2)傳感器的公稱壓力選擇不對 3)密封件損壞 4)傳感器被腐蝕 | 1)調整管壓，更改安裝位置 2)選用高一檔公稱壓力傳感器 3)更換密封墊 4)采取防腐和保護措施 |
傳感器發(fā)出 異常叫聲 | 1)流速過高，引起強烈顫動 2)產生氣穴現象 | 1)調整流量或更換口徑大的儀表 2)調整流量和增加液體壓力 |
附錄 用戶咨詢單
LUGB-2型多勒氣體質量流量傳感器
用戶咨詢單
訂貨單位：(蓋章) ：
地址： ： ：
被測介質： 密度： Kg/m3：
溫度范圍： ℃ 壓力范圍： Mpa
流量范圍： m3/h或Kg/h
要計量的方式是：
□工況體積流量 □標況體積體積 □質量流量
管道狀況：□水平 □豎直 □傾斜
管徑：內徑： mm 外徑： mm
表前管道狀況：□單彎頭 □閥門 □縮管 □擴管 □雙彎 □直管
環(huán)境溫度：zui低： ℃ zui高： ℃
防爆要求：□無 □有 (防爆級別： )
安裝場所：□露天 □室內
有無電磁干擾：□無 □有
傳感器與顯示儀表距離：
