渦街流量計(jì)主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。其特點(diǎn)是壓力損失小,量程范圍大,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(shù)的影響。無可動(dòng)機(jī)械零件,因此可靠性高,維護(hù)量小。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。渦街流量計(jì)采用壓電應(yīng)力式傳感器,可靠性高,可在-20℃~+250℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),也有數(shù)字脈沖信號(hào)輸出,容易與計(jì)算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種比較先進(jìn)、理想的測量儀器。
參數(shù)及要求
◆測量介質(zhì): 氣體、液體、蒸氣
◆連接方式:法蘭卡裝式、法蘭式、插入式
◆口徑規(guī)格法蘭卡裝式口徑選擇 25,32,50,80,10
◆法蘭連接式口徑選擇 100,150,200
◆流量測量范圍 正常測量流速范圍 雷諾數(shù)1.5×104~4×106;氣體5~50m/s; 液體0.5~7m/s
正常測量流量范圍 液體、氣體流量測量范圍見表2; 蒸氣流量范圍見表3
◆測量 1.0級(jí) 1.5級(jí)
◆被測介質(zhì)溫度:常溫–25℃~100℃,高溫–25℃~150℃ -25℃~250℃
◆輸出信號(hào) 脈沖電壓輸出信號(hào) 高電平8~10V 低電平0.7~1.3V
◆脈沖占空比約50%,傳輸距離為100m
◆脈沖電流遠(yuǎn)傳信號(hào) 4~20 mA,傳輸距離為1000m
◆儀表使用環(huán)境溫度:-25℃~+55℃ 濕度:5~90% RH50℃
◆材質(zhì) 不銹鋼, 鋁合金
◆電源 DC24V或鋰電池3.6V
◆防爆等級(jí) 本安型iaIIbT3-T6,防護(hù)等級(jí) IP65
原理
在流體中設(shè)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)生有規(guī)則的旋渦,這種旋渦稱為卡門旋渦,如右圖所示,旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對(duì)稱地排列。
渦街流量計(jì)是根據(jù)卡門(Karman)渦街原理測量氣體、蒸汽或液體的體積流量、標(biāo)況的體積流量或質(zhì)量流量的體積流量計(jì)。并可作為流量變送器應(yīng)用于自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。
渦街流量計(jì)是應(yīng)用流體振蕩原理來測量流量的,流體在管道中經(jīng)過渦街流量變送器時(shí),在三角柱的旋渦發(fā)生體后上下交替產(chǎn)生正比于流速的兩列旋渦,旋渦的釋放頻率與流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度及旋渦發(fā)生體特征寬度有關(guān),可用下式表示:
f=Stv/d
式中:f為旋渦的釋放頻率,Hz;v為流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度,m/s;d為旋渦發(fā)生體特征寬度,m;St為斯特羅哈數(shù),無量綱,它的數(shù)值范圍為0.14-0.27。
St是雷諾數(shù)的函數(shù),St=f(l/Re)。
當(dāng)雷諾數(shù)Re在102~105范圍內(nèi),St值約為0.2,因此,在測量中,要盡量滿足流體的雷諾數(shù)在102~105,旋渦頻率f=0.2v/d。
由此可知,通過測量旋渦頻率就可以計(jì)算出流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度v,再由式q=vA可以求出流量q,其中A為流體流過旋渦發(fā)生體的截面積。
安裝
安裝條件
l 傳感器可安裝在室內(nèi),也可安裝在室外。環(huán)境條件要符合要求。
l 傳感器應(yīng)安裝在水平、垂直或傾斜(流體的流向自下而上)的與其公稱通徑相應(yīng)的管道上。
l 傳感器應(yīng)避免安裝在有機(jī)械振動(dòng)的管道上。當(dāng)振動(dòng)不可避免時(shí),應(yīng)考慮在距傳感器前后約2DN處的直管段上加固定支撐架。
l 傳感器應(yīng)避免安裝在有較強(qiáng)電磁場干擾、有熱輻射、有腐蝕性氣體、空間小和維修不方便的場所。
l 被測介質(zhì)含有較多雜質(zhì)時(shí),應(yīng)在傳感器上游直管段要求的長度以外加裝過濾器。
l 傳感器的上、下游應(yīng)配置一定長度的直管段,直管段的內(nèi)壁應(yīng)清潔、光滑,無明顯凸凹、積垢和起皮等現(xiàn)象。其長度應(yīng)符合圖二的要求。安裝液體傳感器的附近管道內(nèi),應(yīng)充滿被測液體。
l 直管段內(nèi)徑盡可能與傳感器通徑一致,若不能一致,應(yīng)采用比傳感器通徑略大的管徑,誤差要≤3%并不超過5mm。
安裝步驟要求
l 將配備的專用法蘭分別焊接到上下游直管段上,使專用法蘭和直管段的內(nèi)徑嚴(yán)格垂直與同心。
l 將傳感器夾在焊有專用法蘭的上下游直管段上,用螺栓緊固,使上下游直管段與傳感器保持同軸。
l 傳感器安裝方式:傳感器應(yīng)朝上或水平(放大器指向)安裝;介質(zhì)溫度超過250℃,傳感器應(yīng)水平安裝。
l 傳感器及管道必要時(shí)應(yīng)良好接地,接地電阻≤10Ω。
傳感器上、下游直管段長度的要求
4. 注意事項(xiàng):
l 專用法蘭與直管段焊接時(shí)不能帶著傳感器焊接。
l 安裝時(shí)應(yīng)使傳感器的流向標(biāo)志與管道內(nèi)流體流向一致。
l 傳感器安裝前,法蘭凹槽內(nèi)必須放好密封圈。壓力和溫度測量點(diǎn)的位置,取壓點(diǎn)在傳感器下游3~5DN處,測溫點(diǎn)在下游5~8DN處。
l 測量高溫介質(zhì)時(shí),切勿用隔熱材料把傳感器連接桿周圍包起來。
l 連接傳感器的屏蔽電纜走向,應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁場的干擾場合。不允許與高壓電纜一起敷設(shè),屏蔽電纜要盡量縮短,并且不得盤卷,以減少分布電感,長度不應(yīng)超過200米。
l 安裝傳感器前,管道必須進(jìn)行清洗。沖掉管內(nèi)的雜質(zhì),避免通流后堵塞傳感器。測量液體的管道必須充滿被測液體,防止氣泡的干擾。
測量氣體的管道為防止儲(chǔ)積液的干擾。安裝位置如圖五所示。高溫高壓下更換探頭體時(shí),必須安全操作,做好高溫防護(hù)。降溫降壓后在安全條件下方可更換探頭。
渦街流量汁說明書中,標(biāo)明的流量范圍是使用于特定參考介質(zhì)的流量范圍,如液體—般指常溫水。用于其他介質(zhì)時(shí),可用流量范圍將隨介質(zhì)的粘度和密度不同而異。由于油流量標(biāo)準(zhǔn)裝置采用粘度比水大,密度比水小的柴油做標(biāo)定介質(zhì),流量計(jì)的下限流量—般都會(huì)相應(yīng)提高,使可用流量范圍變窄。所以,渦街流量計(jì)在油流量標(biāo)定裝置上標(biāo)定出現(xiàn)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(zhì))標(biāo)定渦街流量汁,將會(huì)得到比水好的相反結(jié)果。
◆測量介質(zhì):氣體、液體、蒸氣
◆口徑規(guī)格法蘭卡裝式口徑選擇25,32,50,80,100
◆法蘭連接式口徑選擇100,150,200
◆流量測量范圍正常測量流速范圍?雷諾數(shù)1.5×104~4×106;氣體5~50m/s;液體0.5~7m/s
正常測量流量范圍液體、氣體流量測量范圍見表2;蒸氣流量范圍見表3
◆測量1.0級(jí)? 1.5級(jí)
◆被測介質(zhì)溫度:常溫–25℃~100℃
◆高溫–25℃~150℃ -25℃~250℃
◆輸出信號(hào)脈沖電壓輸出信號(hào)高電平8~10V 低電平0.7~1.3V
◆脈沖占空比約50%,傳輸距離為100m
◆脈沖電流遠(yuǎn)傳信號(hào)4~20 mA,傳輸距離為1000m
◆儀表使用環(huán)境溫度:-25℃~+55℃ 濕度:5~90% RH50℃
◆材質(zhì)不銹鋼, 鋁合金
◆電源DC24V或鋰電池3.6V
◆防爆等級(jí)本安型iaIIbT3-T6
防護(hù)等級(jí)IP65
選擇渦街流量計(jì)所需要的參數(shù):
1、管道的口徑
2、被測介質(zhì)的名稱(蒸汽要注明是飽和蒸汽還是過熱蒸汽)
3、被測介質(zhì)的工作壓力
4、被測介質(zhì)的工作溫度
5、被測介質(zhì)的工作流量
渦街流量計(jì)安裝對(duì)直管段的要求:
正確地選擇安裝點(diǎn)和正確安裝流量計(jì)都是非常重要的環(huán)節(jié),若安裝環(huán)節(jié)失誤輕者影響測量,重者會(huì)影響流量計(jì)的使用壽命,甚至?xí)p壞流量計(jì)。
渦街流量計(jì)安裝對(duì)直管段的要求是非常重要的。它的詳細(xì)要求如下:
流量計(jì)對(duì)安裝點(diǎn)上的上下游直管段一定的要求,否則會(huì)影響測量。
若流量計(jì)安裝點(diǎn)上的上游有漸縮管,流量計(jì)上游應(yīng)有不小于15D(D為管道直徑)的等徑直管段,下游應(yīng)有不小于5D的等徑直管段。
若流量計(jì)安裝點(diǎn)上的上游有漸擴(kuò)管,流量計(jì)上游應(yīng)有不小于18D(D為管道直徑)的等徑直管段,下游應(yīng)有不小于5D的等徑直管段
若流量計(jì)安裝點(diǎn)上游有90°彎頭或下行接頭,流量計(jì)上游應(yīng)有不小于20D的等徑直管段,下游應(yīng)有不小于5D的等徑直管段。
若流量計(jì)安裝點(diǎn)上游在同一平面上有90°彎頭,流量計(jì)上游應(yīng)有不小于25D的等徑直管段,下游應(yīng)有不小于5D的等徑直管段。
流量調(diào)節(jié)閥或壓力調(diào)節(jié)閥盡量安裝在流量計(jì)下游5D以遠(yuǎn)處,若必須安裝在流量計(jì)的上游,流量計(jì)上游應(yīng)有不小于25D的等徑直管段,下游應(yīng)有不小于5D的等徑直管段。
流量計(jì)上游若有活塞式或柱塞式泵,活塞式或羅茨式風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī),流量計(jì)上游應(yīng)有不小于25D的等徑直管段,下游應(yīng)有不小于5D的等徑直管段。
特別注意:渦街流量計(jì)安裝點(diǎn)的上游較近處若裝有閥門,不斷地開關(guān)閥門,對(duì)流量計(jì)的 使用壽命影響極大,非常容易對(duì)流量計(jì)造成性損壞。流量計(jì)盡量避免在架空的非常長的管道上安裝,這樣時(shí)間一長后,由于流量計(jì)的下垂非常容易造成流量計(jì)于法蘭的密封泄露,若不得已安裝時(shí),必須在流量計(jì)的上下游2D處分別設(shè)置管道緊固裝置。
管道情況
渦街流量計(jì)的安裝要求有一定的前后直管段,常見情況如下(D為管道的直徑):
|
管道情況
|
上游
|
下游
|
|
同心收縮管 全開閘閥
|
15D
|
5D
|
|
90℃直角彎頭
|
20D
|
5D
|
|
同平面二個(gè)90℃彎頭
|
25D
|
5D
|
|
半開閘閥 調(diào)節(jié)閥
|
50D
|
5D
|
|
不同平面二個(gè)90℃彎頭
|
40D
|
5D
|
|
帶整流管束
|
12D
|
5D
|
安裝條件
1.傳感器應(yīng)安裝在水平、垂直、傾斜(液體流向自下而上)的與其通徑相同的管道上。傳感器的上游 和下2游應(yīng)配置一定長度的直管段,其長度應(yīng)符合前直管段15~20D,后直管段5~1OD的要求。
2.安裝液體傳感器的附近管道內(nèi)應(yīng)充滿被測液體。
3.傳感器應(yīng)避免安裝在有強(qiáng)烈機(jī)械振動(dòng)的管道上。
4.直管段的內(nèi)徑盡可能與傳感器通徑一致,若不能一致,應(yīng)采用比傳感器通徑略大的管道,誤差 要≤3%,并不超過5mm。
5.被測介質(zhì)含有較多雜質(zhì)時(shí),應(yīng)在傳感器上游直管段要求的長度以外加裝過濾器。
傳感器應(yīng)避免安裝在有較強(qiáng)電磁場干擾、空間小和維修不方便的場合。
|