套用

由上式可見,VSF輸出的脈衝頻率信號不受流體物性和組分變化的影響,即儀表係數在一定雷諾數範圍內僅與旋渦發生體及管道的形狀尺寸等有關。但是作為流量計在物料平衡及能源計量中需檢測質量流量,這時流量計的輸出信號應同時監測體積流量和流體密度,流體物性和組分對流量計量還是有直接影響的。
渦街流量計便是依據卡門旋渦原理進行封閉管道流體流量測量的新型流量計。因其具有良好的介質適應能力,無需溫度壓力補償即可直接測量蒸汽、空氣、氣體、水、液體的工況體積流量,配備溫度、壓力感測器可測量標況體積流量和質量流量,是節流式流量計的理想替代產品。
為提高渦街流量計的耐高溫及抗振動性能,我公司新近開發出了ZY-HLUG改進型渦街流量感測器,因其獨特的結構和選材使該感測器可在高溫(350℃)、強振動(≤1g)的惡劣工況下使用。
在實際套用中,往往最大流量遠低於儀表的上限值,隨著負荷的變化,最小流量又往往會低於儀表的下限值,儀表並非工作在它的最佳工作段,為了解決這一問題,通常採用在測量處縮徑提高測量處的流速,並選用較小口徑的儀表以利於儀表的測量,但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長度為15D以上的直管段進行整流,使加工、安裝都不方便。我公司研製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,其結構尺寸小,僅為工藝管內徑的1/3,與渦街流量計作成一體,不僅不需要另外附加一段直管段,還可以降低對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採用微功耗高新技術,採用鋰電池供電可不間斷運行一年以上,節省了電纜和顯示儀表的採購安裝費用,可就地顯示瞬時流量、累積流量等。溫度補償一體型渦街流量計還帶有溫度感測器,可以直接測量出飽和蒸汽的溫度並計算出壓力,從而顯示飽和蒸汽的質量流量。溫壓補償一體型帶有溫度、壓力感測器,用於氣體流量測量可直接測量出氣體介質的溫度和壓力,從而顯示氣體的標況體積流量。
技術參數
◆測量介質:氣體、液體、蒸氣◆口徑規格法蘭卡裝式口徑選擇25,32,50,80,100
◆法蘭連線式口徑選擇100,150,200
◆流量測量範圍正常測量流速範圍雷諾數1.5×104~4×106;氣體5~50m/s;液體0.5~7m/s
正常測量流量範圍液體、氣體流量測量範圍見表2;蒸氣流量範圍見表3
◆測量精度1.0級1.5級
◆被測介質溫度:常溫–25℃~100℃
◆高溫–25℃~150℃-25℃~250℃
◆輸出信號脈衝電壓輸出信號高電平8~10V低電平0.7~1.3V
◆脈衝占空比約50%,傳輸距離為100m
◆脈衝電流遠傳信號4~20mA,傳輸距離為1000m
◆儀表使用環境溫度:-25℃~+55℃濕度:5~90%RH50℃
◆材質不鏽鋼,鋁合金
◆電源DC24V或鋰電池3.6V
◆防爆等級本安型iaIIbT3-T6
防護等級IP65
主要特點
1.無可動部件,運行可靠,性能較好,使用壽命長.2.測量被測流體,不直接接觸感測器,性能穩定.
3.壓力損失較少,故比差壓流量計具有節能特點.
4.結構簡單而牢固,安裝方便,維修費用極少
技術參數
1.口徑:DN15-DN2002.公稱壓力:1.6MPa、2.5MPa、4MPa
3.使用環境溫度:-25℃~+130℃、-25℃~+250℃、-25℃~+300℃、
4.準確度:±1.0%
5.供電電源:內供電3.6V鋰電池。外供電+24VDC±10%
工作原理
渦街式流量計原理:在流體中設定三角柱型旋渦發生體,則從旋渦發生體兩側交替地產生有規則的旋渦,這種旋渦稱為卡門旋渦。渦街式流量計是套用流體振盪原理來測量流量的,流體在管道中經過渦街流量變送器時,在三角柱的旋渦發生體後上下交替產生正比於流速的兩列旋渦,旋渦的釋放頻率與流過旋渦發生體的流體平均速度及旋渦發生體特徵寬度有關。
一體化渦街流量計是依據卡門旋渦原理進行封閉管道流體流量測量的新型流量計。因其具有良好的介質適應能力,無需溫度壓力補償即可直接測量蒸汽、空氣、氣體、水、液體的工況體積流量,配備溫度、壓力感測器可測量標況體積流量和質量流量,是節流式流量計的理想替代產品。為提高渦街流量計的耐高溫及抗振動性能,我公司新近開發出了HLUG改進型渦街流量感測器,因其獨特的結構和選材使該感測器可在高溫(350℃)、強振動(≤1g)的惡劣工況下使用。在實際套用中,往往最大流量遠低於儀表的上限值,隨著負荷的變化,最小流量又往往會低於儀表的下限值,儀表並非工作在它的最佳工作段,為了解決這一問題,通常採用在測量處縮徑提高測量處的流速,並選用較小口徑的儀表以利於儀表的測量,但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長度為15D以上的直管段進行整流,使加工、安裝都不方便。我公司研製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,其結構尺寸小,僅為工藝管內徑的1/3,與渦街流量計作成一體,不僅不需要另外附加一段直管段,還可以降低對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採用微功耗高新技術,採用鋰電池供電可不間斷運行一年以上,節省了電纜和顯示儀表的採購安裝費用,可就地顯示瞬時流量、累積流量等。溫度補償一體化渦街流量計還帶有溫度感測器,可以直接測量出飽和蒸汽的溫度並計算出壓力,從而顯示飽和蒸汽的質量流量。溫壓補償一體型帶有溫度、壓力感測器,用於氣體流量測量可直接測量出氣體介質的溫度和壓力,從而顯示氣體的標況體積流量。
配線方式
1. 輸出頻率信號的三線制渦街流量計配線設計輸出頻率信號的三線制渦街流量計採用DC24V或DC12V電源供電,通過三芯禁止電纜線與顯示渦街流量計或計算機連線,禁止層應可靠地街道放大器可的基地螺絲上,禁止電線纜的選擇應適合現場環境要求,禁止電纜線要與其它強功率電力線分離,不能平行走線。
2. 輸出標準4-20MA電流信號的兩線制渦街流量計配線設計
輸出標準4-20MA電流信號的兩線制渦街流量轉換器採用DC24V電源供電,通過兩芯禁止電纜線與顯示渦街流量計或點所及連線,禁止層應可靠地街道放大器可的基地螺絲上,禁止電線纜的選擇應適合現場環境要求,禁止電纜線要與其它強功率電力線分離,不能平行走線。
3. 帶RS-485通訊接口功能的渦街流量計的配線設計
帶RS-485通訊接口功能的渦街流量計採用DC24V電源供電,與其它設備之間採用四線制傳輸方式。
安裝注意事項
1.在使用渦街流量計進行測量的時候得不出準確的數據並不是因為流量計本身出了問題,最常見的就是沒有正確的進行安裝。儀器儀表的正確安裝是日後正常運轉的基礎,如果安裝不當,導致的最直接的問題就是影響到測量的精準度,嚴重的時候會直接損壞儀表。2.安裝渦街流量計對整個安裝環境有一定的要求,儘可能的避開強電設備,高頻設備,而且儀表的供電電源儘可能的和這些設備分開,避開高溫熱源和輻射環境,如果在這種環境下要強制安裝,那么必須要有完善的隔熱通風系統,這樣才能保證渦街流量計的安裝能夠順利進行。
3.如果儀表安裝在室外,那么就要對儀表進行很好的防水,避免水順著電纜直接進入到放大器的殼內,影響到渦街流量計最終的測量。在儀表的安裝點周圍應該多留一些空間,這是為了方便接線以及定期維護,如果留的空間比較小,那么接線的時候就比較複雜,維護起來也比較繁瑣。[3]
4.安裝渦街流量計並不複雜,但是安裝的時候需要注意的問題很多,渦街流量計的使用壽命長,所以只要進行一次成功的安裝,以後的使用也不會出現太大的問題,所以在進行安裝流量計的時候要按照相關的安全規定來進行。
常見故障分析
一體化渦街流量計常見故障:一台DN50渦街流量計,從說明書查到,其液體用流量範圍是3-50m3/h。我們在油流標準裝置上標定的結果是10-50m3/h符合精度要求,但10m3/h以下精度不合格,應如何評價此台流量計?一體化渦街流量計說明書中,標明的流量範圍是使用於特定參考介質的流量範圍,如液體—般指常溫水。用於其他介質時,可用流量範圍將隨介質的粘度和密度不同而異。由於油流量標準裝置採用粘度比水大,密度比水小的柴油做標定介質,流量計的下限流量—般都會相應提高,使可用流量範圍變窄。所以,一體化渦街流量計在油流量標定裝置上標定出現小流量性能變差是正常的。由此我們不難推斷,如果用液化石油氣(這種低粘度介質)標定渦街流量汁,將會得到比水好的相反結果。
影響因素分析
輸出二線制(4~20)mA信號的與其它設備之間採用二線制傳輸,所需電源為24V±10%,輸出迴路的最大負載電阻為600Ω(包括電纜線的電阻)。一般情況下連線線用600VPVC絕緣電線或電纜;在易受電噪聲干擾的現場需使用二芯禁止線(RWP2×0.5mm),禁止層應可靠地接在放大器盒內的接地螺絲上。一體化渦街流量計的溫度對放大器的影響較小。當用於測量高溫液體或需經常清洗管道時,可將感測器倒裝。在有保溫層的管道上,切勿用保溫材料將感測器上連線放大器盒的連桿都包圍起來,最多不超過連桿高度的三分之一。感測器殼體可以用保溫材料包裹。
一體化渦街流量計應避免在架空非常長的管道上安裝,因為長時間使用後,由於感測器的下垂作用非常容易造成感測器與法蘭間的密封泄漏,若不得已要安裝時,必須在感測器的上下游2D處分別設定管道緊固裝置。安裝管道應無強烈振動,否則應有必要的減震措施。在感測器的上下游2D處分別設定管道緊固裝置,並加防震墊。
一體化渦街流量計的最小流量又往往會低於儀表的下限值,儀表並非工作在它的最佳工作段,為了解決這一問題,通常採用在測量處縮徑提高測量處的流速,並選用較小口徑的儀表以利於儀表的測量,但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長度為15D以上的直管段進行整流。
發展現狀
渦街流量感測器的發展現狀,渦街流量感測器的流量測量發展可追溯到古代的水利工程和城市供水系統。古羅馬凱撒時代已採用孔板測量居民的飲用水水量。公元前1000年左右古埃及用堰法測量尼羅河的流量。我國著名的都江堰水利工程套用寶瓶口的水位觀測水量的大小等等。17世紀托里拆利奠定差壓式渦街流量感測器的理論基礎,這是流量測量的里程碑。20世紀由於過程工業、能量計量、城市公用事業對流量測量的需求急劇增長,才促使儀表迅速發展,微電子技術和計算機動手術的飛躍發展極大地推動渦街流量感測器更新換代,新型渦街流量感測器如雨後春筍般湧現出來。至今,據稱已有上百種流量計投向市場,現場使用中許多棘手的難題可望獲得解決。產品選型
代號 | 通徑 | 流量範圍㎡/h | ||
LU-25 | DN25 | 1~10(液體) | 25~60(氣體) | 蒸汽流量請查看說明書,DN300以上推薦使用插入式渦街流量計 |
LU-32 | DN32 | 1.5~18(液體) | 15~150(氣體) | |
LU-40 | DN40 | 2.2~27(液體) | 22.6~150(氣體) | |
LU-50 | DN50 | 4~55(液體) | 35~350(氣體) | |
LU-80 | DN80 | 9~135(液體) | 90~900(氣體) | |
LU-100 | DN100 | 14~200(液體) | 140~1400(氣體) | |
LU-150 | DN150 | 32~480(液體) | 300~3000(氣體) | |
LU-200 | DN200 | 56~800(液體) | 550~5500(氣體) | |
| 代號 | 功能1 | ||
N | 無溫壓補償 | |||
Y | 有溫壓補償 | |||
| 代號 | 輸出型號 | ||
F1 | 4-20mA輸出(二線制) | |||
F2 | 4-20mA輸出(三線制) | |||
F3 | RS485通訊接口 | |||
| 代號 | 被測介質 | ||
J1 | 液體 | |||
J2 | 氣體 | |||
J3 | 蒸汽 | |||
| 代號 | 連線方式 | ||
L1 | 法蘭卡裝式 | |||
L2 | 法蘭連線式 | |||
| 代號 | 功能2 | ||
E1 | 1.0級 | |||
E2 | 1.5級 | |||
T1 | 常溫 | |||
T2 | 高溫 | |||
T3 | 蒸汽 | |||
P1 | 1.6MPa | |||
P2 | 2.5MPa | |||
P3 | 4.0MPa | |||
D1 | 內部3.6V供電 | |||
D2 | DC24V供電 | |||
B1 | 不鏽鋼 | |||
B2 | 碳鋼 |
1、管道的口徑
2、被測介質的名稱(蒸汽要註明是飽和蒸汽還是過熱蒸汽)
3、被測介質的工作壓力
4、被測介質的工作溫度
5、被測介質的工作流量
飽和蒸汽密度、壓力、溫度一覽表-華能自動化儀表有限公司、江蘇省蘇科儀表有限公司提供
溫度℃ | 壓力kgf/m3 | 密度kg/m3 | 溫度℃ | 壓力kgf/m3 | 密度kg/m3 |
120 | 2.0245 | 1.121 | 175 | 9.101 | 4.617 |
122 | 2.1561 | 1.189 | 176 | 9.317 | 4.721 |
124 | 2.2947 | 1.261 | 177 | 9.538 | 4.829 |
126 | 2.4404 | 1.336 | 178 | 9.763 | 4.936 |
128 | 2.5935 | 1.414 | 179 | 9.992 | 5.045 |
130 | 2.7544 | 1.496 | 180 | 10.225 | 5.157 |
132 | 2.9233 | 1.582 | 181 | 10.462 | 5.271 |
134 | 3.101 | 1.672 | 182 | 10.703 | 5.388 |
136 | 3.286 | 1.765 | 183 | 10.950 | 5.507 |
138 | 3.481 | 1.864 | 184 | 11.201 | 5.627 |
140 | 3.685 | 1.966 | 185 | 11.456 | 5.750 |
142 | 3.898 | 2.073 | 186 | 11.715 | 5.875 |
144 | 4.121 | 2.184 | 187 | 11.979 | 6.002 |
146 | 4.355 | 2.300 | 188 | 12.248 | 6.131 |
148 | 4.599 | 2.421 | 189 | 12.522 | 6.262 |
150 | 4.854 | 2.547 | 190 | 12.800 | 6.394 |
151 | 4.985 | 2.612 | 191 | 13.083 | 6.532 |
152 | 5.119 | 2.679 | 192 | 13.371 | 6.671 |
153 | 5.257 | 2.746 | 193 | 13.664 | 6.812 |
154 | 5.397 | 2.815 | 194 | 13.962 | 6.954 |
155 | 5.540 | 2.855 | 195 | 14.265 | 7.097 |
156 | 5.686 | 2.958 | 196 | 14.573 | 7.246 |
157 | 5.836 | 3.030 | 197 | 14.866 | 7.396 |
158 | 5.988 | 3.103 | 198 | 15.204 | 7.547 |
159 | 6.144 | 3.182 | 199 | 15.528 | 7.704 |
160 | 6.302 | 3.258 | 200 | 15.857 | 7.862 |
161 | 6.464 | 3.338 | 201 | 16.192 | 8.026 |
162 | 6.630 | 3.419 | 202 | 16.532 | 8.183 |
163 | 6.798 | 3.500 | 203 | 16.877 | 8.354 |
164 | 6.970 | 3.584 | 204 | 17.228 | 8.518 |
165 | 7.146 | 3.670 | 205 | 17.585 | 8.688 |
166 | 7.325 | 3.757 | 206 | 17.948 | 8.865 |
167 | 7.507 | 3.846 | 207 | 18.316 | 9.042 |
168 | 7.693 | 3.935 | 208 | 18.690 | 9.225 |
169 | 7.883 | 4.027 | 209 | 19.070 | 9.407 |
170 | 8.076 | 4.122 | 210 | 19.456 | 9.588 |
171 | 8.274 | 4.218 | 211 | 19.848 | 9.775 |
172 | 8.475 | 4.314 | 212 | 20.246 | 9.970 |
173 | 8.679 | 4.413 | 213 | 20.651 | 10.170 |
174 | 8.888 | 4.515 | 214 | 21.061 | 10.360 |