智能渦街流量計(jì)原理【產(chǎn)品特點(diǎn)】 可在很寬的流量范圍內(nèi)精確測(cè)量氣體、液體和蒸汽的流量而不受流體物理性質(zhì)的影響。 不受溫度、壓力的影響,同時(shí)不易堵,不易卡,不易結(jié)垢,耐高溫,高壓, 安全防爆,適用于惡劣環(huán)境 無可動(dòng)部件、無孔洞縫隙設(shè)計(jì),產(chǎn)品無磨損、耐臟污,無須機(jī)械維修,使用壽命長(zhǎng) 采用微功耗,電池供電的現(xiàn)場(chǎng)顯示型流量計(jì),可不斷電運(yùn)行兩年以上; 溫壓補(bǔ)償一體化設(shè)計(jì); 電流輸出均為電隔離型,具有良好的共模干擾抑制能力; 同時(shí)顯示流量值與累計(jì)流量值,不必輪流切換。 采用抗振動(dòng)探頭,有效消除外界振動(dòng)影響。 電路采用表面貼裝工 在流體中設(shè)置三角柱型旋渦發(fā)生體,則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)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(fā)生體下游非對(duì)稱地排列。 設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f,被測(cè)介質(zhì)平均流速為 ,旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d,表體通徑為D,即可得到以下關(guān)系式: f=SrU1/d=SrU/md ?。?) 式中 U1--旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速,m/s; Sr--斯特勞哈爾數(shù); m--旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比 管道內(nèi)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(jì)的儀表系數(shù),脈沖數(shù)/m3(P/m3)。 K除與旋渦發(fā)生體、管道的幾何尺寸有關(guān)外,還與斯特勞哈爾數(shù)有關(guān)。斯特勞哈爾數(shù)為無量綱參數(shù),它與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數(shù)有關(guān),圖2所示為圓柱狀旋渦發(fā)生體的斯特勞哈爾數(shù)與管道雷諾數(shù)的關(guān)系圖。由圖可見,在ReD=2×104~7×106范圍內(nèi),Sr可視為常數(shù),這是儀表正常工作范圍。當(dāng)測(cè)量氣體流量時(shí),VSF的流量計(jì)算式為 圖2 斯特勞哈爾數(shù)與雷諾數(shù)關(guān)系曲線 式中 qVn,qV--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(0oC或20oC,101.325kPa)和工況下的體積流量,m3/h; Pn,P--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的壓力,Pa; Tn,T--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的熱力學(xué)溫度,K; Zn,Z--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下氣體壓縮系數(shù)。 由上式可見,VSF輸出的脈沖頻率信號(hào)不受流體物性和組分變化的影響,即儀表系數(shù)在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān)。但是作為流量計(jì)在物料平衡及能源計(jì)量中需檢測(cè)質(zhì)量流量,這時(shí)流量計(jì)的輸出信號(hào)應(yīng)同時(shí)監(jiān)測(cè)體積流量和流體密度,流體物性和組分對(duì)流量計(jì)量還是有直接影響的。 渦街流量計(jì)便是依據(jù)卡門旋渦原理進(jìn)行封閉管道流體流量測(cè)量的新型流量計(jì)。因其具有良好的介質(zhì)適應(yīng)能力,無需溫度壓力補(bǔ)償即可直接測(cè)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(cè)量標(biāo)況體積流量和質(zhì)量流量,是節(jié)流式流量計(jì)的理想替代產(chǎn)品。 為提高渦街流量計(jì)的耐高溫及抗振動(dòng)性能,我公司新近開發(fā)出了SDLU改進(jìn)型渦街流量傳感器,因其的結(jié)構(gòu)和選材使該傳感器可在高溫(350℃)、強(qiáng)振動(dòng)(≤1g)的惡劣工況下使用。 在實(shí)際應(yīng)用中,往往流量遠(yuǎn)低于儀表的上限值,隨著負(fù)荷的變化,最小流量又往往會(huì)低于儀表的下限值,儀表并非工作在它的工作段,為了解決這一問題,通常采用在測(cè)量處縮徑提高測(cè)量處的流速,并選用較小口徑的儀表以利于儀表的測(cè)量,但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長(zhǎng)度為15D以上的直管段進(jìn)行整流,使加工、安裝都不方便。我公司研制的縱斷面形狀為圓弧的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(jié)構(gòu)尺寸小,僅為工藝管內(nèi)徑的1/3,與渦街流量計(jì)作成一體,不僅不需要另外附加一段直管段,還可以降低對(duì)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(jì)采用微功耗,采用鋰電池供電可不間斷運(yùn)行一年以上,節(jié)省了電纜和顯示儀表的采購(gòu)安裝費(fèi)用,可就地顯示瞬時(shí)流量、累積流量等。溫度補(bǔ)償一體型渦街流量計(jì)還帶有溫度傳感器,可以直接測(cè)量出飽和蒸汽的溫度并計(jì)算出壓力,從而顯示飽和蒸汽的質(zhì)量流量。溫壓補(bǔ)償一體型帶有溫度、壓力傳感器,用于氣體流量測(cè)量可直接測(cè)量出氣體介質(zhì)的溫度和壓力,從而顯示氣體的標(biāo)況體積流量。 ◆測(cè)量介質(zhì):氣體、液體、蒸氣 ◆口徑規(guī)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(cè)量范圍正常測(cè)量流速范圍?雷諾數(shù)1.5×104~4×106;氣體5~50m/s;液體0.5~7m/s 正常測(cè)量流量范圍液體、氣體流量測(cè)量范圍見表2;蒸氣流量范圍見表3 ◆測(cè)量精度1.0級(jí)? 1.5級(jí) ◆被測(cè)介質(zhì)溫度:常溫–25℃~100℃ ◆高溫–25℃~150℃ -25℃~250℃ ◆輸出信號(hào)脈沖電壓輸出信號(hào)高電平8~10V 低電平0.7~1.3V ◆脈沖占空比約50%,傳輸距離為100m ◆脈沖電流遠(yuǎn)傳信號(hào)4~20 mA,傳輸距離為1000m ◆儀表使用環(huán)境溫度:-25℃~+55℃ 濕度:5~90% RH50℃ ◆材質(zhì)不銹鋼, 鋁合金 ◆電源DC24V或鋰電池3.6V ◆防爆等級(jí)本安型iaIIbT3-T6 防護(hù)等級(jí)IP65 代號(hào) | 通徑 | 流量范圍㎡/h | KRD-LU-25 | DN25 | 1~10(液體) | 25~60(氣體) | 蒸汽流量請(qǐng)查看說明書,DN300以上推薦使用插入式渦街流量計(jì) | KRD-LU-32 | DN32 | 1.5~18(液體) | 15~150(氣體) | KRD-LU-40 | DN40 | 2.2~27(液體) | 22.6~150(氣體) | KRD-LU-50 | DN50 | 4~55(液體) | 35~350(氣體) | KRD-LU-80 | DN80 | 9~135(液體) | 90~900(氣體) | KRD-LU-100 | DN100 | 14~200(液體) | 140~1400(氣體) | KRD-LU-150 | DN150 | 32~480(液體) | 300~3000(氣體) | KRD-LU-200 | DN200 | 56~800(液體) | 550~5500(氣體) | | 代號(hào) | 功能1 | N | 無溫壓補(bǔ)償 | Y | 有溫壓補(bǔ)償 | | 代號(hào) | 輸出型號(hào) | F1 | 4-20mA輸出(二線制) | F2 | 4-20mA輸出(三線制) | F3 | RS485通訊接口 | | 代號(hào) | 被測(cè)介質(zhì) | J1 | 液體 | J2 | 氣體 | J3 | 蒸汽 | | 代號(hào) | 連接方式 | L1 | 法蘭卡裝式 | L2 | 法蘭連接式 | | 代號(hào) | 功能2 | E1 | 1.0級(jí) | E2 | 1.5級(jí) | T1 | 常溫 | T2 | 高溫 | T3 | 蒸汽 | P1 | 1.6MPa | P2 | 2.5MPa | P3 | 4.0MPa | D1 | 內(nèi)部3.6V供電 | D2 | DC24V供電 | B1 | 不銹鋼 | B2 | 碳鋼 | 渦街流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn) KRD-LU-智能渦街流量計(jì)的是抗振性能特別好,無零點(diǎn)漂移,可靠性高。 通過長(zhǎng)時(shí)間對(duì)渦街流量計(jì)進(jìn)行的大量波形分析和頻譜分析,富沃得設(shè)計(jì)出了的探頭形狀、壁厚,高度、探頭桿直徑及與之相配套的壓電晶體,采用的數(shù)控車床進(jìn)行加工,確保加工的同軸度和光潔度等技術(shù)參數(shù),配合特殊的工藝處理,從而限度的克服渦街流量計(jì)存在的固有自振蕩頻率對(duì)信號(hào)的影響這個(gè)通病。這是富沃得公司在制作渦街流量計(jì)方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì),使得富沃得公司出廠的渦街流量計(jì)具有量好的抗振動(dòng)能力。 ②FFM63系列智能渦街流量計(jì)的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(huì)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(hào)。 ③結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固,無可動(dòng)部件,可靠性高,使用維護(hù)方便。 ④檢測(cè)元件不與介質(zhì)接觸,性能穩(wěn)定,使用壽命長(zhǎng) 傳感器采用檢測(cè)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(cè)探頭內(nèi),不與被測(cè)介質(zhì)接觸,所以FFM63系列渦街流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通用性好和穩(wěn)定性高的特點(diǎn)。 ⑤輸出與流量成正比的脈沖信號(hào)或模擬信號(hào),無零點(diǎn)漂移,精度高,方便與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng) ⑥測(cè)量范圍寬,量程比可達(dá)1:10 ⑦渦街流量計(jì)測(cè)量體積流量時(shí)不需補(bǔ)償,渦街輸出的信號(hào)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(cè)量氣體的體積流量就不需要補(bǔ)償了。 ⑧壓力損失小。 用口徑DN50的渦街流量計(jì)測(cè)量可燃?xì)怏w的流量,若管道內(nèi)的流量Qmax =200m3/h時(shí),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(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)。 ⑩應(yīng)用范圍廣,蒸汽、氣體、液體流量均可測(cè)量。 渦街流量計(jì)的技術(shù)參數(shù) ●測(cè)量流體:飽和蒸汽、過熱蒸汽、氣體、液體(避免多相流) ●測(cè)量準(zhǔn)確度及重復(fù)性: 測(cè)量流體 | 準(zhǔn)確度 | 重復(fù)性 | 氣體(含蒸汽) | 1.0級(jí) | 0.33% | 液體 | 1.5級(jí) | 0.5% | ●測(cè)量范圍 測(cè)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(jié)構(gòu)類型:一體型渦街流量計(jì) ●結(jié)構(gòu)材質(zhì) 部件名稱 | 材質(zhì) | 傳感器表體 | 304不銹鋼、316不銹鋼 | 旋渦發(fā)生體 | 304不銹鋼、316不銹鋼 | 檢測(cè)探頭 | 316L | 連桿 | 304不銹鋼 | 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(hào):脈沖輸出、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(hù)等級(jí):IP65 ●表體處理:傳感器表體采用不銹鋼噴砂,放大器外殼采用噴塑。 ●環(huán)境溫度:-35℃~60℃(無LCD)、-5℃~60℃(帶LCD) ●相對(duì)濕度:5%~95℃ 渦街流量計(jì)的安裝要求 渦街流量計(jì)有許多種結(jié)構(gòu)形式,安裝、維修人員需要了解所裝儀表的具體結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)以及流量信號(hào)的轉(zhuǎn)換, 了解信號(hào)傳輸過程中的各個(gè)環(huán)節(jié),按產(chǎn)品說明書進(jìn)行安裝,以確保流量計(jì)的精確測(cè)量。 1、合理選擇安裝場(chǎng)所和環(huán)境 避開強(qiáng)電力設(shè)備,高頻設(shè)備,強(qiáng)電源開關(guān)設(shè)備;避開高溫?zé)嵩春洼椛湓吹挠绊?,避開強(qiáng)烈震動(dòng)場(chǎng)所和強(qiáng)腐蝕環(huán)境等, 同時(shí)要考慮安裝維修方便。 2、上下游必須有足夠的直管段 若傳感器安裝點(diǎn)的上游有大于>15。漸縮管,則:上游直管段≥15D,下游直管段≥5D 若傳感器安裝點(diǎn)的上游有大于>15。漸擴(kuò)管,則:上游直管段≥18D,下游直管段≥5D 若傳感器安裝點(diǎn)的上游有90。彎頭或T形接頭,則:上游直管段≥20D,下游直管段≥5D 若傳感器安裝點(diǎn)的上游在同一平面上有二個(gè)90。彎頭,則:上游直管段≥25D,下游直管段≥5D 若傳感器安裝點(diǎn)的上游在不同平面上有二個(gè)90。彎頭,則:上游直管段≥40D,下游直管段≥5D 調(diào)節(jié)閥應(yīng)安裝在傳感器的下游5D以外處,若必須安裝在傳感器的上游,傳感器上游直管段應(yīng)不小于50D, 下游應(yīng)有不小于5D。 3、安裝點(diǎn)上下游的配管應(yīng)與傳感器同心,同軸偏差應(yīng)不小于0.5DN 傳感器安裝點(diǎn)的上下游配管的內(nèi)徑應(yīng)與傳感器通徑相同,其應(yīng)滿足下式的要求: 0.98DN≤D≤1.05DN 式中:DN----傳感器通徑; D----配管內(nèi)徑。 傳感器與法蘭間的密封墊不能凸入管道內(nèi),其內(nèi)徑可比傳感器通徑略大。 4、管道采取減振動(dòng)措施 傳感器盡量避免安裝在振動(dòng)較強(qiáng)的管道上,特別是橫向振動(dòng)。若不得已要安裝時(shí),必須采取減振措施, 在傳感器的上下游2D處分別設(shè)置管道緊固裝置,并加防振墊。 .在水平管道上安裝是流量傳感器的安裝方式。 測(cè)量氣體流量時(shí),若被測(cè)氣體中含有少量的液體,傳感器應(yīng)安裝在管線的較高處。 測(cè)量液體流量時(shí),若被測(cè)液體中含有少量的氣體,傳感器應(yīng)安裝在管線的較低處。 6.傳感器在垂直管道的安裝 測(cè)量氣體流量時(shí),傳感器可以安裝在垂直管道上,流向不限。若被測(cè)氣體中含有少量的液體, 氣體流向應(yīng)由下向上。 測(cè)量液體流量時(shí),液體流向應(yīng)由下向上:這樣不會(huì)將液體重量額外附加在探頭上。 7、傳感器在水平管道的側(cè)裝 無論測(cè)量何種流體,傳感器可以在水平管道上側(cè)裝,特別是測(cè)量過熱蒸汽,飽和蒸汽和低溫液體, 若條件允許采用側(cè)裝,這樣流體的溫度對(duì)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。此安裝方法不適用于測(cè)量一般氣體、過熱蒸汽。可用于測(cè)量飽和蒸汽,適用于測(cè)量 高溫液體或需經(jīng)常清洗管道的情況。 9.傳感器在有保溫層管道上的安裝 測(cè)量高溫蒸汽時(shí),保溫層最多不能超過支架高度的三分之一。 10.測(cè)壓點(diǎn)和測(cè)溫點(diǎn)的選擇 根據(jù)測(cè)量的需要,需在傳感器附近測(cè)量壓力和溫度時(shí),測(cè)壓點(diǎn)應(yīng)在傳感器下游的3-5D處,測(cè)溫點(diǎn)應(yīng)在傳感器下游的6-8D處。 渦街流量計(jì)的正確接線 一般原則:在易受電噪聲干擾的場(chǎng)所,使用屏蔽電纜。屏蔽層應(yīng)可靠的接在放大器的接地螺絲上或在控制室接工作接地。在高溫或低溫環(huán)境中或者是現(xiàn)場(chǎng)空氣中含有油、溶劑或其他腐蝕性氣體時(shí),要采用適合于這種特殊場(chǎng)合的的屏蔽電纜。 頻率信號(hào)輸出的接線 輸出頻率信號(hào)的流量計(jì)與其它設(shè)備之間采用三線制傳輸,供電電源為24VDC±10%(或12VDC),輸出回路的最小負(fù)載電阻為10KΩ,電容為0.2UF。 4-20mA信號(hào)輸出的接線 輸出4-20mA信號(hào)的渦街流量計(jì)與其它設(shè)備之間采用二線制傳輸,供電電源為24VDC±10%,輸出回路的負(fù)載電阻為600Ω。(包括電纜線的電阻) 渦街流量計(jì)的結(jié)構(gòu)種類及外形尺寸數(shù)據(jù)表 渦街流量計(jì)的結(jié)構(gòu)組成 主要由轉(zhuǎn)換器(內(nèi)有放大板)、支架、旋渦發(fā)生器組件(內(nèi)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(zhǎng)螺栓、螺母等,如下圖所示: ㈡FFM63系列渦街流量計(jì)的外形尺寸 | |