一、金屬管浮子流量計(jì)概述
LZ系列金屬管浮子流量計(jì)是基于浮子位置測(cè)量的一種變面積流量?jī)x表。采用全金屬結(jié)構(gòu)、Modular概念設(shè)計(jì),因其具有體積小、壓損小、量程比大(10:1)、安裝維護(hù)方便等特點(diǎn),故廣泛應(yīng)用于各行業(yè)復(fù)雜、惡劣環(huán)境下、對(duì)小流量、di流速、各種苛刻介質(zhì)條件的流量測(cè)量與過(guò)程控制。
LZ系列金屬管浮子流量計(jì)的系列產(chǎn)品,針對(duì)不同的用戶需求、不同場(chǎng)合,有多種測(cè)量形式供用戶可選;按輸出形式分有就地指示型、遠(yuǎn)傳輸出型、控制報(bào)警型;按防爆要示分類(lèi),又可分為普通型、本質(zhì)安全型、隔離防爆型三種。
LZ系列金屬管浮子流量計(jì)采用了*的 Honeywell無(wú)接觸檢測(cè)磁場(chǎng)角度變化的磁測(cè)傳感器、并配以Motorola微處理系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)液晶指示、累積、遠(yuǎn)傳輸出(4-20Ma)、脈沖輸出、上下限報(bào)警輸出等功能,該型智能信號(hào)變送器具有及高的精度和可靠性,*可以取代進(jìn)口同類(lèi)型儀表,且具有性?xún)r(jià)比高、多參數(shù)標(biāo)定、掉電保護(hù)等到特dian。
LZ系列金屬管浮子流量計(jì)的設(shè)計(jì)制作還考慮了用戶工藝流向要求,有ZK垂直安裝式、ZK上進(jìn)下出安裝式、ZK側(cè)進(jìn)側(cè)出安裝式、ZK底進(jìn)側(cè)出安裝式、ZK螺紋連接式、ZK水平安裝式等安裝方式可選。
二、金屬管浮子流量計(jì)原理:
LZ系列金屬管浮子流量計(jì)由二部分組成:
傳感器———測(cè)量管及浮子;
信號(hào)變送器———指示器;
傳感器的觸液材質(zhì)有四種:不銹鋼、哈氏合金、鈦材、不銹鋼襯PTFE;用戶可根據(jù)不同的觸液材質(zhì),來(lái)滿足工藝的耐壓及介質(zhì)防腐的需要。根據(jù)不同的測(cè)量要求,用戶在選型時(shí),可以選擇不同的指示器組合,來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的測(cè)量要求。 流量的測(cè)量是由指示器內(nèi)的變送器通過(guò)耦合磁鋼感受浮子位置的變化來(lái)完成流量的指示和信號(hào)的遠(yuǎn)傳輸出的。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)自下而上流經(jīng)測(cè)量管時(shí),浮子受重力、浮力及流體流速對(duì)浮子垂直向上的推動(dòng)力三者平衡時(shí),浮子即相對(duì)而言靜止在某個(gè)位置,這個(gè)位置隨浮子與錐管的環(huán)面積、流體流速而變化,浮子的位置即對(duì)應(yīng)被測(cè)介質(zhì)流量的大小。
三、金屬管浮子流量計(jì)特
◇模塊化組合設(shè)計(jì),維修方便,正常使用免維護(hù)
◇單軸、非接觸新型磁耦全結(jié)構(gòu),信號(hào)傳輸更穩(wěn)定
◇雙行、大屏幕液晶顯示瞬時(shí)、累計(jì)流量,可帶背光
◇智能型具有掉電保護(hù)、數(shù)據(jù)備份及恢復(fù)功能
◇全金屬結(jié)構(gòu),抗震、耐壓、耐溫、防腐
◇短行程、總主250mm,設(shè)計(jì)安裝更方便
四、 金屬管浮子流量計(jì)技術(shù)參數(shù)
量程比:標(biāo)準(zhǔn)型10:1 特殊型20:1
精度: 標(biāo)準(zhǔn)型1.5級(jí) 特殊型1.0級(jí)
壓力等級(jí):標(biāo)準(zhǔn)型: DN15-DN50 4.0MPa DN80-DN200 1.6MPa
特殊型: DN15-DN50 25MPa DN80-DN200 16MPa
夾套的壓力等級(jí)為1.6MPa
特殊型在選型和訂貨前應(yīng)與工廠協(xié)商
壓力損失:7kPa-70kPa
介質(zhì)溫度:標(biāo)準(zhǔn)型:-80℃-+200℃:PTFE:0℃-85℃
高溫型:zui高可達(dá)400℃
介質(zhì)粘度:DN15: <5mPa.s(F15.1-F15.3)
<30mPa.s(F15.4-F15.8)
DN25: <250mPFa.s
DN50-DN150: <300mPa.s
環(huán)境溫度:液晶型-30℃-+85℃
指針型-40℃-+120℃
連接形式:標(biāo)準(zhǔn)型:HG20592標(biāo)準(zhǔn)法蘭
特殊型:由用戶的任意標(biāo)準(zhǔn)法蘭或螺紋
電纜接口:M20*1.5
供電電源:標(biāo)準(zhǔn)型24VDC二線制4-20mA(10.8VDC-36VDC)
交流型:85-265VAC 50HZ
電池型:3.6V@4AH鎳氫電池
報(bào)警輸出:上限或下限瞬時(shí)流量報(bào)警
標(biāo)準(zhǔn)型:集電極開(kāi)路輸出(zui大100mA@30VDC內(nèi)部阻抗100歐)
特殊型:繼電器輸出(觸點(diǎn)容量zui大5A@250VAC)
脈沖輸出:累積脈沖輸出,zui小間隔50毫秒
液晶顯示:瞬時(shí)流量顯示數(shù)值范圍:0-50000
累計(jì)流量顯示數(shù)值范圍:0-99999999
防護(hù)等級(jí):IP65
防爆標(biāo)志:本安型iaⅡCT6 隔爆型dⅡCT6
檢測(cè)原理:
金屬管浮子流量計(jì)檢測(cè)部分是由一個(gè)自下向上擴(kuò)張的垂直錐形管和一個(gè)沿著錐形管軸可以上下自由移動(dòng)的浮子組成。工作原理如圖1所示,被測(cè)流體從下向上經(jīng)過(guò)錐管和浮子形成的環(huán)隙時(shí),浮子上、下端產(chǎn)生差壓形成浮子上升的力,當(dāng)浮子所受上升力大于浸在流體中浮子重量時(shí),浮子便上升,環(huán)隙面積隨之增大,環(huán)隙處流體流速立即下降,浮子上下端差壓降低,作用于浮子的上升力亦隨著減少,直到上升力等于浸在流體中浮子重量時(shí),浮子便穩(wěn)定在某一高度。浮子在錐管中高度和通過(guò)的流量有著對(duì)應(yīng)關(guān)系。
體積流量Q的基本方程式為:
式中α 儀表的流量系數(shù),因浮子形狀而異;
ε 被測(cè)流體為氣體時(shí)氣體膨脹系數(shù),通常由于此系數(shù)校正量很小而被忽略,且通過(guò)校驗(yàn)已將它包括在流量系數(shù)內(nèi),如為液體則ε= 1
△F 流通環(huán)形面積,m2 ;
g 當(dāng)?shù)刂亓铀俣?,m/s2;
Vf 浮子體積,如有延伸體亦應(yīng)包括,m3;
ρf 浮子材料密度,kg/m3;
ρ 被測(cè)流體密度,如為氣體是在浮子上游橫截面上的密度,kg/m3;
Ff 浮子工作直徑(zui大直徑)處的橫截面,m2;
Gf 浮子重量,kg。
流通環(huán)形面積與浮子高度之間的關(guān)系如式(3)所示,當(dāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已定,則d、β為常量。
式中有h的二次項(xiàng),一般不能忽略此非線性關(guān)系,只有在圓錐角很小時(shí),才可視為近似線性。
式中d 浮子zui大直徑(即工作直徑),m;
h 浮子從錐管內(nèi)徑等于從浮子zui大直徑處上升高度,m;
β 錐管的圓錐角;
a、b 為常數(shù)
從(1),(2),(3)公式可知,在一定的條件下,浮子在錐管內(nèi)的高度與體積流量有一定的比例對(duì)應(yīng)關(guān)系。讀出浮子的高度,就可以知道相對(duì)應(yīng)的體積流量,再通過(guò)轉(zhuǎn)換器,將浮子的高度轉(zhuǎn)換成所對(duì)應(yīng)的體積流量所對(duì)應(yīng)的刻度,這就是金屬管浮子流量計(jì)的檢測(cè)原理。
轉(zhuǎn)換指示器
轉(zhuǎn)換器實(shí)際上是將錐管內(nèi)浮子的高度轉(zhuǎn)換成所對(duì)應(yīng)的體積流量的刻度。從輸出信號(hào)來(lái)分:有就地顯
示型和遠(yuǎn)傳信號(hào)輸出型:
就地顯示型:由就地指示器中的隨動(dòng)磁鋼與浮子內(nèi)磁鋼耦合,而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)電動(dòng)指針通過(guò)刻度盤(pán)指示出此時(shí)流量
智能遠(yuǎn)傳型,由智能型指示器中的隨動(dòng)磁鋼與浮子內(nèi)磁鋼耦合,而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)帶動(dòng)傳感磁鋼及指針,通過(guò)一個(gè)磁傳感器將磁場(chǎng)變化轉(zhuǎn)化成電信號(hào),經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換,數(shù)字濾波,微處理器處理,D/A輸出,LCD液晶顯示,來(lái)顯示出瞬時(shí)流量及累積流量大小。式中α 儀表的流量系數(shù),因浮子形狀而異;
ε 被測(cè)流體為氣體時(shí)氣體膨脹系數(shù),通常由于此系數(shù)校正量很小而被忽略,且通過(guò)校驗(yàn)已將它包括在流量系數(shù)內(nèi),如為液體則ε= 1
△F 流通環(huán)形面積,m2 ;
g 當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋琺/s2;
Vf 浮子體積,如有延伸體亦應(yīng)包括,m3;
ρf 浮子材料密度,
ρ 被測(cè)流體密度,如為氣體是在浮子上游橫截面上的密度
Ff 浮子工作直徑(zui大直徑)處的橫截面,m2;
Gf 浮子重量,kg。
流通環(huán)形面積與浮子高度之間的關(guān)系如式(3)所示,當(dāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已定,則d、β為常量。
式中有h的二次項(xiàng),一般不能忽略此非線性關(guān)系,只有在圓錐角很小時(shí),才可視為近似線性。
式中d 浮子zui大直徑(即工作直徑),m;
h 浮子從錐管內(nèi)徑等于從浮子zui大直徑處上升高度,m;
β 錐管的圓錐角;
a、b 為常數(shù)
從(1),(2),(3)公式可知,在一定的條件下,浮子在錐管內(nèi)的高度與體積流量有一定的比例對(duì)應(yīng)關(guān)系。讀出浮子的高度,就可以知道相對(duì)應(yīng)的體積流量,再通過(guò)轉(zhuǎn)換器,將浮子的高度轉(zhuǎn)換成所對(duì)應(yīng)的體積流量所對(duì)應(yīng)的刻度,這就是金屬管浮子流量計(jì)的檢測(cè)原理。
轉(zhuǎn)換指示器
轉(zhuǎn)換器實(shí)際上是將錐管內(nèi)浮子的高度轉(zhuǎn)換成所對(duì)應(yīng)的體積流量的刻度。從輸出信號(hào)來(lái)分:有就地顯
示型和遠(yuǎn)傳信號(hào)輸出型:
就地顯示型:由就地指示器中的隨動(dòng)磁鋼與浮子內(nèi)磁鋼耦合,而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)電動(dòng)指針通過(guò)刻度盤(pán)指示出此時(shí)流量
智能遠(yuǎn)傳型,由智能型指示器中的隨動(dòng)磁鋼與浮子內(nèi)磁鋼耦合,而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)帶動(dòng)傳感磁鋼及指針,通過(guò)一個(gè)磁傳感器將磁場(chǎng)變化轉(zhuǎn)化成電信號(hào),經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換,數(shù)字濾波,微處理器處理,D/A輸出,LCD液晶顯示,來(lái)顯示出瞬時(shí)流量及累積流量大小
金屬管浮子流量計(jì)的結(jié)構(gòu)
1、高溫型結(jié)構(gòu)(G)
高溫結(jié)構(gòu)型(G型)是用于介質(zhì)溫度過(guò)高或過(guò)低而需要對(duì)測(cè)量管采取保溫隔熱措施的介質(zhì)的流量測(cè)量。高溫型結(jié)構(gòu)是加大了測(cè)量管與指示器之間的距離來(lái)增加散熱、增加隔熱材料厚度,保證指示器工作在允許的環(huán)境溫度范圍內(nèi)。選型為"G"型。
G型金屬管浮子流量計(jì)可以測(cè)量溫度達(dá)-80℃-+300℃的介質(zhì)的流量。
2、帶阻尼器裝置的結(jié)構(gòu)(Z)
阻尼器結(jié)構(gòu)型用于流量計(jì)入口流量(壓力)不穩(wěn)定時(shí)的介質(zhì)流量測(cè)量,特別是對(duì)于氣體的測(cè)量。
3、夾套型結(jié)構(gòu)(T)
夾套型結(jié)構(gòu)用于對(duì)需要伴熱或冷卻(如高粘度和易結(jié)晶)的介質(zhì)的流量測(cè)量。在夾套中通過(guò)加熱或冷卻介質(zhì),\流體不汽化和不結(jié)晶。
伴熱介質(zhì)的導(dǎo)入和導(dǎo)出連接,標(biāo)準(zhǔn)型要用HG20594-97 DN15 PN1.6法蘭,其它的法蘭規(guī)格連接可與生產(chǎn)廠標(biāo)明,夾套的壓力等級(jí)為1.6MPa.
4、高壓型結(jié)構(gòu)(Y型)
高壓型結(jié)構(gòu)用于被測(cè)介質(zhì)壓力大于標(biāo)準(zhǔn)的壓力等級(jí)的流量測(cè)量。高壓型結(jié)構(gòu)如下圖所示。目前LZ系列的zui高壓力可以達(dá)到32MPa。另外高壓型流量計(jì)可提供內(nèi)置磁過(guò)濾器型,安裝高度均為350mm。FA、FB和FC型zui大壓力為10MPa.
注:1、G為儀表重量(kg)
金屬管浮子流量計(jì)安裝示意圖
金屬管浮子流量計(jì)的安裝注意事項(xiàng)
為了能讓金屬管浮子流量計(jì)正常工作且能達(dá)到一定的測(cè)量精度,在安裝流量計(jì)時(shí)要注意以下幾點(diǎn):
·金屬管浮子流量計(jì)必須垂直安裝在無(wú)振動(dòng)的管道上。流體自下而上流過(guò)流量計(jì),且垂直度優(yōu)于2°,水平安裝時(shí)水平夾角優(yōu)于2°;
·為了方便檢修和更換流量計(jì)、清洗測(cè)量管道,安裝在工藝管線上的金屬管浮子流量計(jì)應(yīng)加裝旁路管道和旁路閥;
·金屬管浮子流量計(jì)入口處應(yīng)有5倍管徑以上長(zhǎng)度的直管段,出口應(yīng)有250mm直管段;
·如果介質(zhì)中含有鐵磁性物質(zhì),應(yīng)安裝磁過(guò)濾器;如果介質(zhì)中含有固體雜質(zhì),應(yīng)考慮在閥門(mén)和直管段之間加裝過(guò)濾器;
·當(dāng)用于氣體測(cè)量時(shí),應(yīng)保證管道壓力不小于5倍流量計(jì)的壓力損失,以使浮子穩(wěn)定工作;
·為了避免由于管道引起的流量計(jì)變形,工藝管線的法蘭必須與流量計(jì)的法蘭同軸并且相互平行,管道支撐以避免管道振動(dòng)和減小流量計(jì)的軸向負(fù)荷,測(cè)量系統(tǒng)中控制閥應(yīng)安裝在流量計(jì)的下游:
·測(cè)量氣體時(shí),如果氣體在流量計(jì)的出口直接排放大氣,則應(yīng)在儀表的出口安裝閥門(mén),否則將會(huì)在浮子處產(chǎn)生氣壓降而引起數(shù)據(jù)失真。
·安裝PTFE襯里的儀表時(shí),法蘭螺母不要隨意不對(duì)稱(chēng)擰得過(guò)緊,以免引起PTEF襯里變形;
·帶有液晶顯示的儀表,要盡量避免陽(yáng)光直射顯示器,以免降低液晶使用壽命;帶有鋰電池供電的儀表,要盡量避免陽(yáng)光直射、高溫環(huán)境(≥65℃)以免降低鋰電池的容量和壽命。
五、金屬管浮子流量計(jì)流量范圍:
通徑 (mm) | 流量范圍 | 壓力損失KPa | ||||
水L/h | 空氣m3/h | 水 | 空氣 | |||
常規(guī)型 | 防腐型 |
| 常規(guī)型 | 防腐型 | ||
15 | 2.5-25 4.0-40 6.3-63 10-100 16-160 25-250 40-400 63-630 | 2.5-25 4.0-40 6.3-63 10-100 16-160 25-250 40-400 | 0.07-0.7 0.11-1.1 0.18-1.8 0.28-2.8 0.48-4.8 0.7-7.0 1.0-10.0 1.6-16.0 | 6.5 6.5 6.6 6.6 6.8 7.0 8.6 11.1 | 5.5 5.5 5.6 5.6 5.8 6.1 7.3 | 7.1 7.2 7.3 7.5 8.0 10.8 10.0 14.0 |
25 | 100-1000 160-1600 250-2500 400-4000 | 63-630 100-1000 160-1600 250-2500 | 3-30 4.5-45 7-70 11-110 | 7.0 8.0 10.8 15.8 | 5.9 6.0 6.8 9.2 | 7.7 8.8 12.0 19.0 |
50 | 630-6300 1000-10000 1600-16000 | 400-4000 630-6300 1000-10000 | 18-180 25-250 40-400 | 8.1 11.0 17.0 | 6.8 9.4 14.5 | 8.6 10.4 15.5 |
80 | 2500-25000 4000-40000 | 1600-16000 2500-25000 | 60-600 80-800 | 8.1 9.5 | 6.9 8.0 | 12.9 18.5 |
100 | 6300-63000 | 4000-40000 | 100-1000 | 15.0 | 8.5 | 19.2 |
150 | 20000-100000 |
| 600-3000 | 19.2 |
| 20.3
|