一、儀表簡介:
高溫型金屬管浮子流量計(jì)是基于浮子位置測量的一種變面積流量儀表。采用全金屬結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì),具有耐高溫、耐高壓。 因其具有體積小、壓損小、量程比大、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、低流速、各種苛刻介質(zhì)條件的流量測量與過程控制。
二、工作原理:
高溫型金屬管浮子流量計(jì)檢測部分是由一個(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,被測流體從下向上經(jīng)過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,通過一個(gè)磁傳感器將磁場變化轉(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,來顯示出瞬時(shí)流量及累積流量大小。
四、應(yīng)用范圍:
高溫型金屬管浮子流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡單工作可靠、準(zhǔn)確度高、適用范圍廣。與玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)相比較能耐較高的壓力。LZ系列流量計(jì)具有就地指示、電遠(yuǎn)傳、限位開關(guān)報(bào)警、耐腐蝕、夾套型、阻尼型和防爆等品種。廣泛應(yīng)用于國防、化工、石油、冶金、電力、環(huán)保、醫(yī)藥和輕工等部門的液體、氣體流量的測量與自動(dòng)控制。
五、*優(yōu)勢:
1、全金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),堅(jiān)固、簡潔、耐高壓、耐高溫、防腐、使用壽命長;
2、短行程,總高250mm,安裝方便 ;
3、機(jī)械指針現(xiàn)場指示瞬時(shí)流量,LCD液晶顯示瞬時(shí)流量、累積流量 ;
4、智能型指示器,采用國外信號(hào)采集處理芯片,模塊化設(shè)計(jì),無磁滯后;
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HART通訊手操器可進(jìn)行參數(shù)組態(tài)和現(xiàn)場調(diào)整 ;
8、與PC機(jī)串口連接,通過Windows程序,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場對(duì)儀表進(jìn)行標(biāo)定 ;
9、可用于易燃、易爆危險(xiǎn)場合;
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、性能指標(biāo):
1、測量范圍: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)溫度過高或過低而需要對(duì)測量管采取保溫隔熱措施的介質(zhì)的流量測量。高溫型結(jié)構(gòu)是加大了測量管與指示器之間的距離來增加散熱、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)流量測量,特別是對(duì)于氣體的測量。
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)的流量測量。在夾套中通過加熱或冷卻介質(zhì),使低沸點(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)用于被測介質(zhì)壓力大于標(biāo)準(zhǔn)的壓力等級(jí)的流量測量。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)置磁過濾器型,安裝高度均為350mm。FA、FB和FC型zui大壓力為10MPa。
八、安裝注意事項(xiàng):
1 安裝流量計(jì)之前一定要將管道內(nèi)的焊渣、雜物清理干凈。
2 流量計(jì)的直立部分必須垂直于地面安裝傾斜度不得超過5°.否則會(huì)影響測量準(zhǔn)確度.
3 為了確保流量計(jì)的測量準(zhǔn)確性,應(yīng)在流量計(jì)的進(jìn)口端增加不少于10xDN的直管段,出口端不少于5×DN的直管段,測量時(shí)調(diào)節(jié)控制閥必須安裝在流量計(jì)的下游。
4 若被測介質(zhì)為大的脈動(dòng)流或兩相流,應(yīng)在流量計(jì)的上游安裝緩沖器來消除或減弱脈動(dòng),保證介質(zhì)的流動(dòng)是單相穩(wěn)定的,同時(shí),建議流量計(jì)使用阻尼型的。
5 測介質(zhì)較臟或含有導(dǎo)磁顆粒時(shí),建議在流量計(jì)的上游安裝過濾器或磁過濾器。
6 流量計(jì)的安裝應(yīng)能適當(dāng)支撐管道的振動(dòng)或減少流量計(jì)的軸向負(fù)荷,否則應(yīng)增加固定流量計(jì)的支撐。
7 為了便于流量計(jì)的保養(yǎng)維修,磁過濾器的清洗以及用戶管路的定期維護(hù)保養(yǎng),建議使用如圖所示妁旁路管道。
8 當(dāng)流量計(jì)用于氣體測量時(shí),應(yīng)保證管道內(nèi)的工作壓力不少于5倍流量計(jì)的壓力損失,使流量計(jì)能夠穩(wěn)定正常動(dòng)作。
9 對(duì)電遠(yuǎn)傳及帶報(bào)警限位開關(guān)的流量計(jì)在使用前,打開儀表蓋,按接線圖正確接線。
10 按儀表指示器中的警示牌,取出運(yùn)輸中防止浮子振動(dòng)的阻動(dòng)件,復(fù)原后再使用儀表。
九、故障排除方法:
1、檢查SU中報(bào)警值設(shè)定大小。
2、檢查偏差設(shè)定d值不能太大。
3、FUN功能中,邏輯功能是否正確。HA-A表示上限正邏輯。LA-A表示下限正邏
4、線路板故障,更換線路板。
5、若液晶條碼指示正確,輸出無動(dòng)作,可檢查外部電源及外部電源的負(fù)極是否與儀表供電的負(fù)極相連。
如果在使用中出現(xiàn)抖動(dòng),可以根據(jù)抖動(dòng)的幅度來判定是哪種幅度的抖動(dòng)。抖動(dòng)分為輕微抖動(dòng)、中度抖動(dòng)和劇烈抖動(dòng)。
1、輕微抖動(dòng):一般由于介質(zhì)波動(dòng)引起。可采用增加阻尼的方式來克服。
2、中度抖動(dòng):一般由于介質(zhì)流動(dòng)狀態(tài)造成。對(duì)于氣體一般由于介質(zhì)操作壓力不穩(wěn)造成。可采用穩(wěn)壓或穩(wěn)流裝置來克服或加大儀表氣阻尼。
3、劇烈抖動(dòng):主要由于介質(zhì)脈動(dòng),氣壓不穩(wěn)或用戶給出的氣體操作狀態(tài)的壓力、溫度、流量與儀表實(shí)際的狀態(tài)不符,有較大差異造成儀表過量程。
十、產(chǎn)品維護(hù):
1、在長期的使用過程當(dāng)中,管道內(nèi)不可避免會(huì)有鐵磁性雜質(zhì)吸附在浮子上,這樣會(huì)將浮子卡死或影響測量精度,要時(shí)常對(duì)傳感器內(nèi)浮子進(jìn)行清洗;如果安裝磁過濾器,也要進(jìn)行定期清洗。
2、儀表指示器內(nèi)裝有電子元件,儀表接線或拆卸殼體后,要將螺釘旋緊,必須保證殼體的密封性,防止雜質(zhì)、水或其它物質(zhì)進(jìn)入,同時(shí)還要保證儀表殼體的可靠接地。
3、儀表安裝后,在*次使用時(shí),要注意:
開啟閥門時(shí)為避免形成壓力沖擊使浮子猛力撞擊限位裝置,造成儀表的損壞,一定要緩慢地打開閥門!
測量氣體的儀表都裝有氣阻尼器,以zui大程度的減小浮子的震蕩;為確保浮子的穩(wěn)定性,可以在儀表的出口安裝一節(jié)流閥。
4、對(duì)于遠(yuǎn)傳型儀表,首先要保證儀表的接線正確后,方可通電;對(duì)于危險(xiǎn)場合,必須選擇防爆型,并按防爆要求進(jìn)行安裝使用。