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渦街流量計

發(fā)布時(shí)間:2024-06-12     瀏覽次數:
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(mén)渦街原理的一種流體振蕩型流量檢測儀表,其特點(diǎn)是壓損小,量程寬,測量精度高,在測量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數的影響;無(wú)可動(dòng)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℃的溫度范圍內工作。其電荷轉換器有模擬標準信號,也有數字脈沖信號輸出與流量積算儀、PLC、DCS等數字系統配套使用,是一種理想的流量?jì)x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(jìn)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)生體兩側交替地產(chǎn)生兩列有規則的旋渦,這種旋渦稱(chēng)為卡門(mén)旋渦,如下圖所示,旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱(chēng)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(guān)系式:
f=StV1/d=St+V/md                   ?。?)
式中  V1--旋渦發(fā)生體兩側平均流速,m/s;
St--斯特勞哈爾數;
m--旋渦發(fā)生體兩側弓形面積與管道橫截面面積之比

管道內體積流量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,脈沖數/m³(P/m³)。
K除與旋渦發(fā)生體、管道的幾何尺寸有關(guān)外,還與斯特勞哈爾數有關(guān)。斯特勞哈爾數為無(wú)量綱參數,它與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數有關(guān),圖2所示為圓柱狀旋渦發(fā)生體的斯特勞哈爾數與管道雷諾數的關(guān)系圖。由圖可見(jiàn),在ReD=2×104~7×106范圍內,St可視為常數,這是儀表正常工作范圍。當測量氣體流量時(shí),只要檢測出頻率f就可以求得管道內流體的流速,有流速V求出體積流量。所測得的脈沖數與體積量之比稱(chēng)之為儀表常數K,見(jiàn)公式:
                                                    K=N/Q(l/m³)                     (4)


圖2 斯特勞哈爾數與雷諾數關(guān)系曲線(xiàn)
式中 K=儀表常數(l/m³)
         N=脈沖個(gè)數
         Q=體積流量(m³)
由上式可見(jiàn),輸出的脈沖頻率信號不受流體物性和組分變化的影響,即儀表系數在一定雷諾數范圍內僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān)。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(shí)流量計的輸出信號應同時(shí)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(mén)旋渦原理進(jìn)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(wú)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,帶溫度補償的渦街流量計(有內補和外補之分)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:

型號:
ZHLU系列
測量介質(zhì)
氣體、液體、蒸汽
口徑規格
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(jiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(wú)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(xiàn)制)
F2
4-20mA輸出(三線(xiàn)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)
  WS  卡盤(pán)連接式(適合口徑DN65內,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(shuō)明:1、單獨內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(lèi)
1、根據測量介質(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、衛生型卡盤(pán)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,若安裝不當,輕則影響儀表的使用精度,重則會(huì )影響儀表的使用壽命,甚至會(huì )損壞儀表。
(一)安裝環(huán)境要求:
1、盡可能避開(kāi)強電設備、高頻設備、強開(kāi)關(guān)電源設備。儀表的供電電源盡可能與這些設備分離。
2、避開(kāi)高溫熱源和輻射源的直接影響。若必須安裝,須有隔熱通風(fēng)措施。
3、避開(kāi)高濕環(huán)境和強腐蝕氣體環(huán)境。若必須安裝,須有通風(fēng)措施。
4、渦街流量?jì)x表應盡量避免安裝在振動(dòng)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,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(xiàn)彎成U形,避免水順著(zhù)電纜線(xiàn)進(jìn)入表頭放大器殼內導致電路板損壞。
6、儀表安裝點(diǎn)周?chē)鷳摿粲休^充裕的空間,以便安裝接線(xiàn)和定期維護。
(二)儀表管道安裝要求:
1、流體條件:?jiǎn)蜗嗔鞒錆M(mǎn)整個(gè)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%。不得有旋轉流和脈動(dòng)流。雷諾數Re>4000。溫 度,壓力在規定范圍內。
2、管道條件:傳感器前后應有足夠長(cháng)的圓形直管段,其內徑光滑并與通徑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(dòng)源,有振動(dòng)時(shí)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徑圓保持同心。法蘭焊接時(shí),密封夾緊時(shí),管內不得有突出部分。流向應與箭頭方向一致。
4、渦街流量?jì)x表對安裝點(diǎn)的上、下游直管段有一定要求,否則會(huì )影響介質(zhì)在管道中的流場(chǎng),影響儀表的測量精度。儀表的上下游直管段長(cháng)度要求見(jiàn)下圖:
注:調節閥盡可能不安裝在渦街流量?jì)x表的上游,而應安裝在渦街流量?jì)x表的下游10D處。
5、上、下游配管內徑應相同。如有差異,則配管內徑Dp與渦街儀表表體內徑Db,應滿(mǎn)足以下關(guān)系:
                    0.98Db≤Dp≤1.05Db
上、下游配管應與流量?jì)x表表體內徑同心,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(shí)不能凸入管內,其內徑應比表體內徑大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(shí),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(jiàn)下圖。D為儀表公稱(chēng)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(shí),在垂直管道安裝儀表,氣體流向不限。但若管道內含少量液體,為了防止液體進(jìn)入儀表測量管,氣流應自下而上流動(dòng),如下圖a所示
10、測量液體時(shí),為了保證管內充滿(mǎn)液體,所以在垂直或傾斜管道安裝儀表時(shí),應該保證液體流動(dòng)方向從下而上。若管道內含少量氣體,為了防止氣體進(jìn)入儀表測量管,儀表應安裝在管線(xiàn)的較低處如下圖b所示
11、測量高溫、低溫介質(zhì)時(shí),應注意保溫措施。轉換器內部(表頭殼體內)高溫一般不應超過(guò)70℃;低溫易使轉換器內部出現凝露,降低印制電路板的絕緣阻抗,影響儀表正常工作。
 
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