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    渦街流量計

    發(fā)布時間:2024-06-12     瀏覽次數(shù):
    渦街流量計

    渦街流量計應用 
        ZHLU系列渦街流量計是基于卡門渦街原理的一種流體振蕩型流量檢測儀表,其特點是壓損小,量程寬,測量精度高,在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響;無可動機械零件,因此可靠性高,維護量小。渦街流量計采用壓電應力式傳感器,可靠性高,可在-40℃~+320℃的溫度范圍內(nèi)工作。其電荷轉(zhuǎn)換器有模擬標準信號,也有數(shù)字脈沖信號輸出與流量積算儀、PLC、DCS等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種理想的流量儀表。渦街流量計廣泛適用于石油化工、冶金、熱力、紡織、造紙等行業(yè)對工業(yè)管道中的氣體、液體、蒸汽等多種介質(zhì)的流量進行計量和控制。
    渦街流量計原理
        在流體中設置三角柱型旋渦發(fā)生體,則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生兩列有規(guī)則的旋渦,這種旋渦稱為卡門旋渦,如下圖所示,旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。

    設旋渦的發(fā)生頻率為f,被測介質(zhì)平均流速為V,旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d,表體通徑為D,即可得到以下關系式:
    f=StV1/d=St+V/md                   ?。?)
    式中  V1--旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速,m/s;
    St--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=πD²V1/4=πD²mdf/4St                (2)
    K=f/qv=[πD²md/4St]-1                        (3)
    式中 K--流量計的儀表系數(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外,還與斯特勞哈爾數(shù)有關。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,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)的關系圖。由圖可見,在ReD=2×104~7×106范圍內(nèi),St可視為常數(shù),這是儀表正常工作范圍。當測量氣體流量時,只要檢測出頻率f就可以求得管道內(nèi)流體的流速,有流速V求出體積流量。所測得的脈沖數(shù)與體積量之比稱之為儀表常數(shù)K,見公式:
                                                        K=N/Q(l/m³)                     (4)


    圖2 斯特勞哈爾數(shù)與雷諾數(shù)關系曲線
    式中 K=儀表常數(shù)(l/m³)
             N=脈沖個數(shù)
             Q=體積流量(m³)
    由上式可見,輸出的脈沖頻率信號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。但是作為流量計在物料平衡及能源計量中需檢測質(zhì)量流量,這時流量計的輸出信號應同時監(jiān)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(jù)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(zhì)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,帶溫度補償?shù)臏u街流量計(有內(nèi)補和外補之分)還帶有溫度傳感器,可以直接測量出飽和蒸汽的溫度并計算出壓力,從而顯示飽和蒸汽的質(zhì)量流量。
    技術(shù)參數(shù):

    型號:
    ZHLU系列
    測量介質(zhì)
    氣體、液體、蒸汽
    口徑規(guī)格
    法蘭卡裝式口徑選擇:DN15 DN20 DN25 DN32 DN40 DN50 DN65 DN80 DN100 DN125 DN150 DN200 DN250 DN300
    法蘭連接式口徑選擇:DN15 DN20 DN25 DN32 DN40 DN50 DN65 DN80 DN100 DN125 DN150 DN200 DN250 DN300
    流量測量范圍
    正常測量流速范圍:雷諾數(shù)1.5×1044×106;氣體550m/s; 液體0.57m/s
    正常測量流量范圍:液體、氣體流量測量范圍見產(chǎn)品選型表
    流量比:1:6~1:30 正常1:10
    測量精度
    1.0級(液體);1.5
    被測介質(zhì)溫度
    常溫–40℃~80 高溫0℃~250 最高溫到320
    輸出信號
    功能
    脈沖電壓輸出信號(三線制) 高電平810V 低電平0.71.3V 傳輸距離<100m
    電流信號輸出:4~20mA(二線制)輸出 傳輸距離<1000m
    RS485/232通訊;選帶HART協(xié)議
    儀表使用環(huán)境
    溫度:-25℃~+55 濕度:590% RH50
    傳感器材質(zhì)
    不銹鋼
    電源
    DC24V或鋰電池3.6V或者DC24V與鋰電池雙供電
    隔爆等級
    ExdiiBT4~BT6;ExdiiCT4~CT6
    防護等級
    IP65
    渦街流量計產(chǎn)品選型:
    型號
    口徑
    流量范圍m³/h
    液體
    氣體
    飽和蒸汽
    ZHLU-15
    DN15
    0.4~4
    5.0~12
    5.0~12
    ZHLU-20
    DN20
    0.8~8
    6~30
    6~30
    ZHLU-25
    DN25
    1.2~10
    10~50
    10~50
    ZHLU-32
    DN32
    2.0~20
    12~120
    12~120
    ZHLU-40
    DN40
    3.0~30
    20~200
    20~200
    ZHLU-50
    DN50
    5~50
    30~300
    30~300
    ZHLU-65
    DN65
    8~80
    50~500
    50~500
    ZHLU-80
    DN80
    12~120
    80~800
    80~800
    ZHLU-100
    DN100
    20~200
    120~1200
    120~1200
    ZHLU-125
    DN125
    30~300
    200~2000
    200~2000
    ZHLU-150
    DN150
    40~400
    300~3000
    300~3000
    ZHLU-200
    DN200
    75~750
    500~5000
    500~5000
    ZHLU-250
    DN250
    110~1100
    800~8000
    800~8000
    ZHLU-300
    DN300
    160~1600
    1100~11000
    1100~11000
     
    代號
    功能1
    N
    無溫壓補償
    Y
    有溫壓補償
     
    代號
    輸出信號
       F0                                                    脈沖輸出
    F1
    4-20mA輸出(二線制)
    F2
    4-20mA輸出(三線制)
    F3
    RS485通訊接口
        H                                              選配HART協(xié)議功能
     
    代號
    被測介質(zhì)
    J1
    液體
    J2
    氣體
    J3
    蒸汽
     
    代號
      連接方式
    L1
    法蘭卡裝式
    L2
    法蘭連接式
      LW                        螺紋連接式(適合口徑DN50內(nèi))
      WS  卡盤連接式(適合口徑DN65內(nèi),壓力<0.6MPa)
     
    代號
    功能2
    E1
    1.0級(適用于液體)
    E2
    1.5
    E3
    2.5級(DN15;DN20
     
    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(不帶輸出)
    D2
    DC24V供電
     
    B1
    不銹鋼(法蘭材質(zhì))
    B2
    碳鋼(法蘭材質(zhì))
    選型說明:1、單獨內(nèi)置電池供電不帶輸出信號
                      2、輸出信號F0/F1可多選F3或者H
                      3、供電方式可選D1與D2雙供電
    渦街流量計產(chǎn)品分類
    1、根據(jù)測量介質(zhì)分:a、氣體渦街流量計 b、液體渦街流量計 c、蒸汽渦街流量計
    2、根據(jù)表頭方式分:一體式渦街流量計與分體式渦街流量計
    3、根據(jù)安裝方式分:a、夾持式渦街流量計 b、管道法蘭連接式渦街流量計 c、螺紋連接式渦街流量計 d、衛(wèi)生型卡盤連接式渦街流量計 e、插入式渦街流量計
    渦街流量計的安裝設計
            渦街流量計的正確安裝是保障儀表正常運行的重要環(huán)節(jié),若安裝不當,輕則影響儀表的使用精度,重則會影響儀表的使用壽命,甚至會損壞儀表。
    (一)安裝環(huán)境要求:
    1、盡可能避開強電設備、高頻設備、強開關電源設備。儀表的供電電源盡可能與這些設備分離。
    2、避開高溫熱源和輻射源的直接影響。若必須安裝,須有隔熱通風措施。
    3、避開高濕環(huán)境和強腐蝕氣體環(huán)境。若必須安裝,須有通風措施。
    4、渦街流量儀表應盡量避免安裝在振動較強的管道上。若必須安裝,須在其上下游2D處加設管道緊固裝置,并加防振墊,加強抗振效果。
    5、儀表最好安裝在室內(nèi),安裝在室外應注意防水,特別注意在電氣接口處應將電纜線彎成U形,避免水順著電纜線進入表頭放大器殼內(nèi)導致電路板損壞。
    6、儀表安裝點周圍應該留有較充裕的空間,以便安裝接線和定期維護。
    (二)儀表管道安裝要求:
    1、流體條件:單相流充滿整個管道,液體中允許有少量汽泡和固體微粒,氣體中允許有少量固體、塵粒和液霧。飽和蒸汽的干度不小于85%。不得有旋轉(zhuǎn)流和脈動流。雷諾數(shù)Re>4000。溫 度,壓力在規(guī)定范圍內(nèi)。
    2、管道條件:傳感器前后應有足夠長的圓形直管段,其內(nèi)徑光滑并與通徑DN一致。前后直管段視前面狀態(tài)而變,確保流體為充分發(fā)展的流態(tài)。
    3、安裝條件:遠離振動源,有振動時在前后直管段2DN處加支架用橡皮減振。傳感器通徑圓應與前后直管段內(nèi)徑圓保持同心。法蘭焊接時,密封夾緊時,管內(nèi)不得有突出部分。流向應與箭頭方向一致。
    4、渦街流量儀表對安裝點的上、下游直管段有一定要求,否則會影響介質(zhì)在管道中的流場,影響儀表的測量精度。儀表的上下游直管段長度要求見下圖:
    注:調(diào)節(jié)閥盡可能不安裝在渦街流量儀表的上游,而應安裝在渦街流量儀表的下游10D處。
    5、上、下游配管內(nèi)徑應相同。如有差異,則配管內(nèi)徑Dp與渦街儀表表體內(nèi)徑Db,應滿足以下關系:
                        0.98Db≤Dp≤1.05Db
    上、下游配管應與流量儀表表體內(nèi)徑同心,它們之間的不同軸度應小于0.05Db
    6、儀表與法蘭之間的密封墊,在安裝時不能凸入管內(nèi),其內(nèi)徑應比表體內(nèi)徑大1-2mm
    7、溫壓補償外補償測壓孔和測溫孔的安裝設計。被測管道需要安裝溫度傳感器壓力變送器時,測壓孔應設置在下游3-5D處,測溫孔應設置在下游6-8D處,見下圖。D為儀表公稱口徑,單位:mm
    8、儀表在在管道上可以水平、垂直或傾斜安裝。
    9、測量氣體時,在垂直管道安裝儀表,氣體流向不限。但若管道內(nèi)含少量液體,為了防止液體進入儀表測量管,氣流應自下而上流動,如下圖a所示
    10、測量液體時,為了保證管內(nèi)充滿液體,所以在垂直或傾斜管道安裝儀表時,應該保證液體流動方向從下而上。若管道內(nèi)含少量氣體,為了防止氣體進入儀表測量管,儀表應安裝在管線的較低處如下圖b所示
    11、測量高溫、低溫介質(zhì)時,應注意保溫措施。轉(zhuǎn)換器內(nèi)部(表頭殼體內(nèi))高溫一般不應超過70℃;低溫易使轉(zhuǎn)換器內(nèi)部出現(xiàn)凝露,降低印制電路板的絕緣阻抗,影響儀表正常工作。
     
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