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空气涡街流量计

一、仪表概述: 空气涡街流量计便是依据卡门旋涡原理进行封闭管道流体流量测量的新型流量计。因其具有良好的介质适应能力,无需温度压力补偿即可直接测量蒸汽、空气、气体、水
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产品介绍

一、仪表概述: 
空气涡街流量计便是依据卡门旋涡原理进行封闭管道流体流量测量的新型流量计。因其具有良好的介质适应能力,无需温度压力补偿即可直接测量蒸汽、空气、气体、水、液体的工况体积流量,配备温度、压力传感器可测量标况体积流量和质量流量,是节流式流量计的理想替代产品。
为提高气体涡街流量计的耐高温及抗振动性能,我公司新近开发出了ZW-LUGB改进型涡街流量传感器,因其独特的结构和选材使该传感器可在高温(350℃)、强振动(≤1g)的恶劣工况下使用。
在实际应用中,往往zui大流量远低于仪表的上限值,随着负荷的变化,zui小流量又往往会低于仪表的下限值,仪表并非工作在它的理想工作段,为了解决这一问题,通常采用在测量处缩径提高测量处的流速,并选用较小口径的仪表以利于仪表的测量,但是这种变径方式必须在变径管与仪表间有长度为15D以上的直管段进行整流,使加工、安装都不方便。我公司研制的纵断面形状为圆弧的LGZ变径整流器,具有整流、提高流速及改变流速分布多重作用,其结构尺寸小,仅为工艺管内径的1/3,与涡街流量计作成一体,不仅不需要另外附加一段直管段,还可以降低对工艺管直管段的要求,安装非常方便。
为了使用方便,电池供电的就地显示型气体涡街流量计采用微功耗高新技术,采用锂电池供电可不间断运行一年以上,节省了电缆和显示仪表的采购安装费用,可就地显示瞬时流量、累积流量等。温度补偿一体型涡街流量计还带有温度传感器,可以直接测量出饱和蒸汽的温度并计算出压力,从而显示饱和蒸汽的质量流量。温压补偿一体型带有温度、压力传感器,用于气体流量测量可直接测量出气体介质的温度和压力,从而显示气体的标况体积流量。
二、测量原理:
空气涡街流量计测量原理是由设计在流场中的旋涡发生体、检测探头及相应的电子线路等组成。当流体流经旋涡发生体时,它的两侧就形成了交替变化的两排旋涡,这种旋涡被称为卡门涡街。在卡门涡街理论的基础上又提出了卡门涡街的频率与流体的流速成正比,并给出了频率与流速的关系式:
f = St × V/d    式中: 
f 涡街发生频率 (Hz)
V 旋涡发生体两侧的平均流速(m/s )
St 斯特罗哈尔系数(常数)
这些交替变化的旋涡就形成了一系列交替变化的负压力,该压力作用在检测探头上,便产生一系列交变电信号,经过前置放大器转换、整形、放大处理后,输出与旋涡同步成正比的脉冲频率信号(或标准信号)。
三、应用场合:
流量计主要用于工业管道中蒸汽介质流体的流量测量,气体涡街流量计特点是压力损失小,量程范围大,精度高,在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件,因此可靠性高,维护量小。仪表参数能长期稳定。气体涡街流量计可***用于大、中、小型各种管道氮气、空气及压缩空气、饱和及过热蒸汽、天然气及各种介质流量的计量。
 
四、性能特点:
1、可在很宽的流量范围内***测量气体、液体和在蒸汽的流量而不受物理性质的影响。
2、不受温度、压力的影响,同时不易堵,不易卡,不易结垢,耐高温、高压。
3、安全防爆,适用于恶劣环境。
4、无可动部件、无空洞缝隙设计,产品无磨损、耐脏污,无需机械维修,使用寿命长。
5、采用微功耗高新技术,电池供电的现场显示型流量计,可不断电运行两年以上。
6、稳压补偿一体化设计。
7、电流输出均为电隔离型,具有良好的共模干扰抑制能力。
8、同时显示流量值与累计流量值,不必轮流切换。
9、采用抗振探头,有效消除外界振动影响。
10、电路采用表面贴装工艺,结构紧凑,可靠性高。
11、采用分体式信号转换器,电缆zui长10米。
12、量程比宽达20:1。
13、仪表整体结构设计合理,动态测量范围宽,压力损失小。
14、表体采用不锈钢材质,可适用于腐蚀性介质的测量。
15、现场液晶显示,脉冲、4-20mA输出或485通讯,可与工业自动化系统连接。
五、技术指标:
1、丈量介质: 气体、液体、蒸气;
2、口径规格 法兰卡装式口径选择 25,32,50,80,100;
3、法兰衔接式口径选择 100,150,200;
4、流量丈量范围 正常丈量流速范围 雷诺数1.5×104~4×106;气体5~50m/s; 液体0.5~7m/s;正常丈量流量范围 液体、气体;
5、丈量精度 1.0级 1.5级;
6、被测介质温度:常温–25℃~100℃;
7、高温–25℃~150℃ -25℃~250℃;
8、输出信号 脉冲电压输出信号 高电平8~10V 低电平0.7~1.3V;
9、脉冲占空比约50%,传输间隔为100m;
10、脉冲电流远传信号 4~20 mA,传输间隔为1000m;
11、仪表运用环境 温度:-25℃~+55℃ 湿度:5~90% RH50℃;
12、材质 不锈钢, 铝合金;
13、电源 DC24V或锂电池3.6V;
14、防爆等级 本安型iaIIbT3-T6;
15、防护等级 IP65。 
 
六、安装条件:
1、传感器可安装在室内,也可安装在室外。环境条件要符合要求。
2、传感器应安装在水平、垂直或倾斜(流体的流向自下而上)的与其公称通径相应的管道上。
3、传感器应避免安装在有机械振动的管道上。当振动不可避免时,应考虑在距传感器前后约2DN处的直管段上加固定支撑架。
4、传感器感应避免安装在有较强电磁场干扰、有热辐射、有腐蚀性气体、空间小和维修不方便的场所。
5、被测介质含有较多杂质时,应在传感器上游直管段要求的长度以外加装过滤器。
6、传感器的上、下游应配置一定长度的直管段,直管段的内壁应清洁、光滑,无明显凸凹、积垢和起皮等现象。其长度应符合图二的要求。安装液体传感器的附近管道内,应充满被测液体。
7、直管段内径尽可能与传感器通径*,若不能*,应采用比传感器通径略大的管径,误差要≤3%并不超过5mm。
在下游5~8DN处。
 
七、选型要点:
气体涡街流量计正确选型才能保证涡街流量计更好的使用。选用什么种类的涡街流量计应根据被测流体介质的物理性质和化学性质来决定。使涡街流量计的通径、流量范围、衬里材料、电***材料和输出电流等。都能适应被测流体的性质和流量测量的要求。
1、精密功能检查
精度等级和功能根据测量要求和使用场合选择仪表精 度等级,做到经济合算。比如用于贸易结算、产品交接和能源计量的场合,应该选择精度等级高些,如1.0级、0.5级,或者更高等级; 用于过程控制的场合,根据控制要求选择不 同精度等级;有些仅仅是检测一下过程流量,无需做***控制和计量的场合,可以选择精度等级稍低的,如1.5级、2.5级,甚至 4.0级,这时可以选用价格低廉的插入式涡街流量计。
2、可测量的介质
测量介质流速、仪表量程与口径 测量一般的介质时,涡街流量计的满度 流量可以在测量介质流速0.5—12m/s范围内 选用,范围比较宽。选择仪表规格(口径)不一 定与工艺管道相同,应视测量流量范围是否 在流速范围内确定,即当管道流速偏低,不能满足流量仪表要求时或者在此流速下测量准 确度不能保证时,需要缩小仪表口径,从而提 高管内流速,得到满意测量结果。
3、涡街流量变送器的选择
在饱和蒸汽测量中采用VA型压电式涡街流量变送器,由于涡街流量计量程范围宽,因此,在实际应用中,一般主要考虑测量饱和蒸汽的流量不得低于涡街流量计的下限,也就是说必须满足流体流速不得低于5m/s。根据用汽量的大小选用不同口径的涡街流量变送器,而不能以现有的工艺管道口径来选择变送器口径。
4、压力补偿压力变送器的选择
由于饱和蒸汽管路长,压力波动较大,必须采用压力补偿,考虑到压力、温度及密度的对应关系,测量中只采用压力补偿即可,由于管道饱和蒸汽压力在0.3-0.7MPa范围,压力变送器的量程选择1MPa即可。
5、显示仪表选择
显示仪表智能流量显示仪,具有稳压补偿、瞬时流量显示和累积流量积算功能。
八、现场需求:
1、低维护量-市场上大多数的涡街流量计是采用取压孔或插入式检测元件感应漩涡,一旦介质中杂质嵌入取压孔或感应元件与表体间的缝隙,则造成信号变弱或不稳定。良好的设计应该是没有容易堵塞的部分,从而降低维护量。
2、感应元件在线更换-某些厂家的感应元件与涡街发生体合二为一,看似简单的设计却给实际使用带来不便。因为一旦感应部分失效,则需要将管道内介质排空泄压后更换部件,影响生产。完善的设计应该是将二者分开,这样就可以单独更换感应部分,而无需将介质排空。
3、涡街流量计容易受到振动的干扰,设计精良的涡街流量计可以通过硬件和数字信号处理将干扰排除,从而得到稳定的信号。
4、涡街流量计安装的一个麻烦事前后需要很长的直管段,有些厂家可以提供在流量计内部缩径的设计,大大降低了用户专门维涡街流量计配备直管段的需求。
九、调试使用期间需要注意的问题:
1、流量计现场安装、维护必须遵守“有防爆性气体时勿开盖"的警告语,并在开盖前关掉外电源。
2、涡街流量计在室外使用时,建议加配防护罩。
3、不得随意松开流量计固定部分。压力传感器的保护。用户在使用流量计时,应注意流量计的压力过载值为压力传感器额定工作压力的1.5倍(即介质zui高压力的1.5倍)。选型应在规定的流量范围内,防止超速运行,以获得理想的准确度和保证正常使用寿命。(由于试压、吹扫管道或排气造成超速运转,以及涡轮在反向流中运转都可能导致流量计损坏)
4、涡街流量计投入运行时应缓慢开启阀门,防止瞬间气流冲击而损坏涡轮。加润滑油应按告示牌操作,加油的次数依气质洁净程度而定,通常每年2~3次。
5、涡街流量计运行时不允许打开后盖或更动内部有关参数,否则将影响流量计的正常运行。
十、流量计的选型指南:
确定传感器的结构
1、连接方式:法兰卡装式(表体不带法兰)或法兰连接式(表体本身带法兰)。一般建议选用法兰卡装式,因为其结构紧凑,价格低,而且供货周期短。
2、结构类型:一体式结构和分体式结构。一般采用一体式结构,只有在特殊场合下采用分体式结构(如:介质温度高时、环境温度或湿度高时、带现场显示为读数方便时)。
3、显示方式:无现场显示、带现场显示和只带现场显示。现场显示是指在表头上装有液晶显示器,可显示累积流量、瞬时流量等参数。
4、信号输出方式:脉冲信号输出和4~20mA标准电流信号输出。一般情况下建议采用脉冲信号输出,因为脉冲信号直接与漩涡脱落频率相 对应,不需转换,具有zui高的累计精度;同时,在通常的传输距离内,脉冲信号传输效果较好。标准电流信号输出一般用于与终端或控制系统组成流量测量系统。
5、防爆形式:非防爆型和本安防爆型。如果被测介质是易燃易爆物质或测量环境存在易燃易爆物质,应选用防爆型。
十一、确定气体涡街流量计的配置:
1、密度补偿:
在测量蒸汽的质量流量时,由于其密度随着温度和压力的变化而变化,所以要随时对蒸汽进行补偿,要用铂热电阻和压力变送器与涡街传感器共 同组成质量流量测量系统。无任是测量饱和蒸汽还是过热蒸汽,如果温度和压力比较稳定,为降低设备成本,也可以根据工况状态,用设定固定值的办法补偿密度。 其它介质可根据实际情况组成质量流量测量系统。
2、智能流量积算仪的选择:
只要求显示参数,可选择数码显示或液晶显示的智能流量积算仪;需要追溯历史数据,带有记忆功能,应选用智能流量结算无纸记录仪;测量饱 和蒸汽,应选择带温度自动补偿密度或压力自动补偿密度的流量积算仪;测量过热蒸汽,应选择带温度和压力同时补偿密度的流量积算仪;采用远程通讯,智能流量 积算仪应考虑带有RS485或RS232通讯接口;要求与控制系统组成流量测量系统时,智能流量积算仪应带4~20mA标准电流信号输出接口;
在需要时,应配置后备电源,以便突然停电时仪表能够正常计量。在需要时,应配置仪表箱,将智能流量积算仪放置其中,仪表箱带锁,使智能流量积算仪的设置参数不可随意调整,具有防盗功能,同时,在仪表箱内装有保护电路,起到对智能流量积算仪的保护作用。
3、 远程监控:在需要多点计量,分布面积较大,需要实时监测时,可采用GSM/GPRS通讯网络或无线专网远程流量监测系统,实现对各管路流量的实时监测和管理。
4、 传感器的口径的确定:传感器的口径不同,其测量范围不同,而每一种口径其测量范围又随着被测介质的种类和工况温度、压力的变化而变化,首先确定介质在工况下。
 
十二、安装注意事项:
1、法兰与直管段焊接时不能带着传感器焊接。
2、安装时应使传感器的流向标志与管道内流体流向*。
3、传感器安装前,法兰凹槽内必须放好密封圈。压力和温度测量点的位置,取压点在传感器下游3~5DN处,测温点在下游5~8DN处。
4、测量高温介质时,切勿用隔热材料把传感器连接杆周围包起来。
5、连接传器的屏蔽电缆走向,应尽可能远离强电磁场的干扰场合。不允许与高压电缆一起敷设,屏蔽电缆要尽量缩短,并且不得盘卷,以减少分布电感,zui大长度不应超过200米。
6、安装传感器前,管道必须进行清洗。冲掉管内的杂质,避免通流后堵塞传感器。测量液体的管道必须充满被测液体,防止气泡的干扰。
7、测量气体的管道为防止储积液的干扰。安装位置如图五所示。高温高压下更换探头体时,必须安全操作,做好高温防护。降温降压后在安全条件下方可更换探头。
十三、安装的规范管理:
流量计规范安装,给使用部门在后续管理提供有力的技术保障,对施工单位提出以下几点具体要求,通过多年的验证效果很好。
1、气体智能涡街流量计带4~20mA输出,脉冲输出。
2、气体智能涡街流量计GPRS远传设备需带脉冲输入,4~20mA输入。
3、具有电源防雷和信号防雷(4~20mA)。
4、气体智能涡街流量计的仪表柜要求为:柜内带UPS电源、配空开及插座、将GPRS通讯装置、气体智能涡街流量计转换器等集中安装并带锁。
5、仪表柜的平稳需水泥墩底座、仪表柜防护等级适用户外、柜顶具有隔热层防止阳光直射、柜具有防泼水功能。
6、表井内需有一侧留有足够的直管段,便于智能涡街流量计检测、比对和后续管理。
7、设计智能涡街流量计时前端须留有至少10倍公称通经(10DN)的直管段,后端须留有大于5DN的直管段,确保计量准确。
8、智能涡街流量计应严格按说明书安装,安装完毕后需测量接地,接地电阻值应在10Ω以下。等电位连接线使用多股铜束导线,线缆需大于等于16mm2;仪表接地线使用多股铜束导线,线缆要求大于等于6mm2。接地标准详见GB50343-2009《建筑物电子信息系统防雷技术规范》。
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