一、儀表簡(jiǎn)介:
金屬管浮子流量計(jì)又稱金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)和金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)。采用可變面積式測(cè)量原理,適用于測(cè)量液體、氣體。全金屬結(jié)構(gòu),有指針型、電遠(yuǎn)傳型、耐腐型、高壓型、夾套型、防爆型。具有0~10mA,4~20mA的標(biāo)準(zhǔn)模擬量信號(hào)輸出和現(xiàn)場(chǎng)指示,累積,數(shù)字通訊,現(xiàn)場(chǎng)修改測(cè)量參數(shù),不同的供電方式功能,帶有磁過(guò)濾器和特殊規(guī)格品種。廣泛應(yīng)用于:石油、化工、發(fā)電、制藥、食品、水處理等。復(fù)雜、惡劣環(huán)境條件,及各種介質(zhì)條件的流量測(cè)量過(guò)程中。
二、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,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。
三、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:
1、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)刻度盤指示出此時(shí)流量。
2、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。
四、流量計(jì)類型:
根據(jù)流體入口和出口的方向?qū)a(chǎn)品分成5種類型:垂直型、水平型(又分水平T型、水平彈簧型)、底進(jìn)側(cè)出型、側(cè)進(jìn)側(cè)出型、側(cè)進(jìn)上出型,而每種類型又有標(biāo)準(zhǔn)型、高溫型、夾套型等。
水平安裝型流量計(jì)當(dāng)口徑小于DN50(含)時(shí),選用T型結(jié)構(gòu)的,當(dāng)大于DN50時(shí),選用彈簧結(jié)構(gòu)的。
流量計(jì)連接規(guī)格:標(biāo)準(zhǔn)型采用GB/T9119-2000法蘭標(biāo)準(zhǔn),法蘭標(biāo)準(zhǔn)可根據(jù)顧客需求制作;還可選用螺紋連接方式、卡箍連接方式。
磁過(guò)濾器:
如果介質(zhì)中含有鐵磁性顆粒,應(yīng)在流量計(jì)入口前安裝磁過(guò)濾器。
五、主要特點(diǎn):
1、全金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),堅(jiān)固、簡(jiǎn)潔、耐高壓、耐高溫、防腐、使用壽命長(zhǎng);
2、短行程,總高250mm,安裝方便 ;
3、機(jī)械指針現(xiàn)場(chǎng)指示瞬時(shí)流量,LCD液晶顯示瞬時(shí)流量、累積流量 ;
4、智能型指示器,采用國(guó)外信號(hào)采集處理芯片,模塊化設(shè)計(jì),無(wú)磁滯后;
5、具有數(shù)據(jù)恢復(fù)、數(shù)據(jù)備份、掉電保護(hù)及錯(cuò)誤自診斷功能 ;
6、HART型指示器,二線制24VDC供電,4-20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出疊加HART協(xié)議;
7、通過(guò)HART通訊手操器可進(jìn)行參數(shù)組態(tài)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整 ;
8、與PC機(jī)串口連接,通過(guò)Windows程序,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)儀表進(jìn)行標(biāo)定 ;
9、可用于易燃、易爆危險(xiǎn)場(chǎng)合;
10、垂直、水平、上進(jìn)下出、底進(jìn)側(cè)出、側(cè)進(jìn)側(cè)出等多種安裝形式,法蘭或螺紋連接。
六、技術(shù)參數(shù):
1、測(cè)量范圍:水2.5~100000l/h(20℃)
2、量程比:10:1
3、精度等級(jí):1.0、1.5、2.5
4、工作壓力:DN15、DN25、DN50為PN4.0MPazui大為10.0MPa、DN80、DN100為PN1.6MPazui大為6.4MPa
5、介質(zhì)溫度:-40℃~300℃
6、介質(zhì)粘度:DN15:η<5mPa·s(F15.1~F15.3)
η<30mPa·s(F15.4~F15.8)
DN25:η<250mPa·s
DN50~DN150:η<300mPa·s
7、環(huán)境溫度:液晶型:-40℃~85℃
指針型:-40℃~120℃
8、連接形式:法蘭(執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)DIN2501或按用戶提供法蘭標(biāo)準(zhǔn)制造)
9、儀表高度:250mm
10、電纜接口:M20*1.5
11、供電電源:24VDC二線制4~20mA或85~265VAC 50/60Hz(遠(yuǎn)傳型)
12、報(bào)警輸出:上限或下限瞬時(shí)流量報(bào)警 繼電器輸出(觸點(diǎn)容量zui大-250VAC)或集電極開(kāi)路輸出(zui大100mA-30VDC內(nèi)部阻抗100Ω)。
13、脈沖輸出:累積脈沖輸出,zui小間隔每10秒一個(gè)脈沖(交流型)或每50毫秒一個(gè)脈沖。
14、液晶顯示:雙排液晶顯示,顯示瞬時(shí)流量及累積流量。
15、本安防爆:Exia II CT4。
16、測(cè)量管材質(zhì):316不銹鋼(普通型)或內(nèi)襯聚四氟乙烯(防腐型)。
七、結(jié)構(gòu)分類說(shuō)明:
1、高溫型結(jié)構(gòu)(G型)
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??梢詼y(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型)
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型)
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),使低沸點(diǎn)、低凝固點(diǎn)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FFM64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。
八、在安裝時(shí)應(yīng)遵循以下步驟:
1、在安裝到工藝管道之前,應(yīng)拆卸所有安裝并檢查有沒(méi)有運(yùn)輸損壞;
2、為防止在運(yùn)輸途中,指示器中裝有固定指針的橡皮筋,接線前應(yīng)打開(kāi)指示器左蓋把它輕輕取走,不要指針位置變化;
3、打開(kāi)指示器右蓋,電纜線穿過(guò)電纜引入裝置后,按旋轉(zhuǎn)角變送器的接線圖接線后,旋緊壓螺母,使電纜固定,然后旋緊左右蓋的緊固螺釘,使指示器防水防塵;
4、儀表的上下游管道應(yīng)與儀表的口徑相同,連接法蘭或螺紋應(yīng)與儀表的法蘭和螺紋匹配,儀表上游直管段長(zhǎng)度應(yīng)保證是儀表公稱口徑的5倍,下游直管段長(zhǎng)度h2不少于250mm;
5、由于儀表的測(cè)量機(jī)構(gòu)采用的是磁傳遞,所以為了保證浮子流量計(jì)的性能,傳感器的安裝周圍至少100mm處,不允許有鐵磁性物質(zhì)存在;
6、儀表安裝前,工藝管道應(yīng)進(jìn)行吹掃,防止管道中滯留的鐵磁性物質(zhì)附著在儀表里,影響儀表的性能,甚至?xí)p壞儀表.如果不可避免,應(yīng)在儀表的入口安裝磁過(guò)濾器;
7、測(cè)量氣體的儀表,是在特殊壓力下的校準(zhǔn),如果氣體在儀表的出口直接排放到大氣,將會(huì)在浮子處產(chǎn)生壓降,并引起數(shù)據(jù)失真。如果是這樣的工況條件,應(yīng)在儀表的出口安裝一個(gè)閥門,以便能對(duì)所需流量值進(jìn)行設(shè)定,當(dāng)浮子上維持標(biāo)校壓力時(shí),氣體將在閥門處膨脹;
8、儀表的安裝形式分為垂直安裝和水平安裝,如果是垂直安裝形式,應(yīng)保證儀表的直度優(yōu)于1%;如果是水平安裝形式應(yīng)保證儀表的水平度優(yōu)于1%;
9、安裝在管道中的儀表不應(yīng)受到應(yīng)力的作用,儀表的出口和入口應(yīng)有合適的管道支撐,可以使儀表處于zui小應(yīng)力狀態(tài);
10、產(chǎn)品與計(jì)算機(jī)等相關(guān)聯(lián)進(jìn)行標(biāo)校等操作時(shí),必須在安全場(chǎng)所進(jìn)行。
九、安裝注意事項(xiàng):
為了能讓流量計(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):
1、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°;
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浮子流量計(jì)應(yīng)加裝旁路管道和旁路閥;
3、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;
4、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)考慮在閥門和直管段之間加裝過(guò)濾器;
5、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;
6、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:
7、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,否則將會(huì)在浮子處產(chǎn)生氣壓降而引起數(shù)據(jù)失真。
8、安裝PTFE襯里的儀表時(shí),法蘭螺母不要隨意不對(duì)稱擰得過(guò)緊,以免引起PTEF襯里變形;
9、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。
十、流量選擇表:
耐腐通徑 | 普通通徑 | 測(cè)量范圍 | zui大壓力損失 |
DN(mm) | DN(mm) | 空氣(m3/h) | 水 (L/h) | 空氣(KPa) | 水(KPa) |
15 | 15 | 0.05-0.5 | 1.6-16 | 7.0 | 6.4 |
0.07-0.7 | 2.5-25 | 7.1 | 6.5 |
0.11-1.1 | 4.0-40 | 7.2 | 6.5 |
0.18-1.8 | 6.0-60 | 7.3 | 6.6 |
0.28-2.8 | 10-100 | 7.5 | 6.6 |
0.40-4.0 | 16-160 | 8.0 | 6.8 |
0.70-7.0 | 25-250 | 10.8 | 7.2 |
1.00-10 | 40-400 | 10 | 8.6 |
1.60-16 | 60-600 | 14 | 11.1 |
25 | | 80-800 | | 14 |
25 | 3.00-30 | 100-1000 | 7.7 | 7.0 |
4.50-45 | 160-1600 | 8.8 | 8.0 |
7.00-70 | 250-2500 | 12 | 10.8 |
11-110 | 400-4000 | 19 | 15.8 |
50 | | 500-5000 | | 16.2 |
50 | 18-180 | 600-6000 | 8.6 | 8.1 |
25-250 | 1000-10000 | 10.4 | 11 |
80 | 40-400 | 1600-16000 | 12.6 | 17 |
80 | 50-500 | 2000-20000 | 15.5 | 6.3 |
100 | 75-750 | 2500-25000 | 17.2 | 8.1 |
100 | 100-1000 | 4000-40000 | | 9.5 |
125 | 160-1600 | 6000-60000 | | 10 |
125 | 250-2500 | 8000-80000 | | 16 |
150 | | 10000-100000 | | 20 |
| 300-3000 | 12-120m3/h | | 20 |
| 400-4000 | 15-150m3/h | | 25 |