一.一体式涡街流量计概述
涡街流量计分为:无补偿型、单补偿型、温压双补偿型。
一体式双补偿涡街流量计是在现场显示(外供电、内电池供电)涡街流量计基础上增加温度传感器、压力传感器、线路板增加补偿换算功能而成。
一体式涡街流量计适合计量气体(压缩空气、天然气、沼气、煤气、氧气等气体)、饱和蒸汽、过热蒸汽、水等介质介质。
一体式供电方式:内电池供电、外供24VDC、双供电三种。
一体式流量计针对大口径特推出插入式流量计,DN200以上至DN2000都可以做成插入式流量计,特点:节约成本、方便运输、方便安装。
二.产品工作原理
在流体中设置三角柱型旋涡发生体,则从旋涡发生体两侧交替地产生两列有规则的旋涡,这种旋涡称为卡门涡街,如图(一)所示。
在漩涡发生体中装入电容检测探头或压电检测探头及相应匹配电路,即可构成电容检测式涡街流量/传感器或压电检测式涡街流量传感器。
图(一)旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。设旋涡的发生频率为f,被测介质来流的平均速度为V,旋涡发生体迎流面宽度为d,表体通径为D,根据卡曼涡街原理,有如下关系式: 式一
图(二)在曲线表中St=0.17的平直部分,漩涡的释放频率与流速成正比,即为涡街流量传感器测量范围度。只要检测出频率f就可以求得管内流体的流速,由流速V求出体积流量,式二。
式一
式二
f=St.V/〔(1-1.25d/D)d〕
Q=3600f/K或M=ρ3600 f/K
式中:f-发生体一侧产生的卡门旋涡频率
式中:K=仪表常数(1/m3)。
St-斯特罗哈尔数
M=质量流量
V-流体的平均流速
Q=体积流量(m3/h)
d-柱体流面宽度
ρ=介质密度(kg/m3)
D-管道内径
F=频率Hz
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。有模拟标准信号,也有数字脉冲信号输出,容易与计算机等数字系统配套使用,是一种比较先进、理想的测量仪器。涡街流量计采用先进的差动技术,配合隔离、屏蔽、滤波等措施,克服了同类产品抗震性差、小信号数据紊乱等问题,并采用了独特的传感器封装技术和防护措施,保证了产品的可靠性。产品有基本型和复合型两种型式,基本型测量单量信号;复合型可同时实现温度、压力、流量的测量。每种型式都有整体、分体结构,以适应不同的安装环境。
涡街流量计选型,首先要从安全方面考虑,特别有危险性的场所气体介质测量,必须采用防爆型,再次有的场所对仪表的卫生有一定要求,要求仪表的表体材质为316,仪表采用法兰式连接或卡箍式连接,接下来要考虑是仪表的测量精度,也就是用户对表的计量准确度要求,这些是选型中的关键。接下来就是针对介质不同温度和压力选择不同涡街传感器和表体,然后就是用户对仪表供电的要求,如果用户现场没有电源,仪表只在仪表显示,那我们就确定采用锂电池的涡街,电池使用时间为1年半到2年,如果用户要求仪表要带输出4-20MA信号,要把信号送给PLC,DCSA或流量积算仪,这时采用24V直流供电涡街。还有就是仪表采用一体式还是分体式主要根据用户现场情况来决定。如果现场环境温度较高,大于80度,此时要采用分体式,还是一种情况就是用户管道较高,如果采用一体式配流量积算仪用户感觉价格有些高,这种情况一般也采用分体式。不管出于什么目的,用户和生产厂家一定要重视产品选型。
三.一体式涡街流量计的分类
安装形式:法兰卡装式涡街流量计,法兰连接式涡街流量计,插入式涡街流量计,油田专用涡街流量计,焊接式涡街流量计
使用用途:普通型涡街流量计,分体型涡街流量计,高温型涡街流量计,高压型涡街流量计,防爆型涡街流量计
信号传输:现场显示型涡街流量计,远传型涡街流量计,无线远传测控系统
配置组成:温压双补型涡街流量计,温度补偿型涡街流量计,压力补偿性涡街流量计,定值补偿性涡街流量计,智能蒸汽流量计
涡街流量计由于测量介质不同、使用环境不同、技术要求不同,其选用的类型和配置也不同,具体选型、配置和安装方法请参考相关介绍。
四.一体式涡街的参数
公称通径(mm) 15,20,25,32,40,50,65,80,100,125,150,200,250,300,(300~1000插入式)
公称压力(MPa) DN15-DN200 4.0(>4.0协议供货),DN250-DN300 1.6(>1.6协议供货)
介质温度(℃) 压电式:-40~260,-40~320;电容式: -40~300, -40~400,-40~450(协议订货)
本体材料 1Cr18Ni9Ti,(其它材料协议供货)
允许振动加速度 压电式:0.2g 电容式:1.0~2.0g
度 ±1%R,±1.5%R,±1FS;插入式:±2.5%R,±2.5%FS
范围度 1:6~1:30
供电电压 传感器:+12V DC,+24V DC;变送器:+12V DC ,+24V DC;电池供电型:3.6V电池
输出信号 方波脉冲(不包括电池供电型):高电平≥5V,低电平≤1V;电流:4~20mA
压力损失系数 符合JB/T9249标准 Cd≤2.4
防爆标志 本安型:ExdⅡia CT2-T5隔爆型:ExdⅡCT2-T5
防护等级 普通型IP65 潜水型 IP68
环境条件 温度-20℃~55℃,相对湿度5%~90%,大气压力86~106kPa
适用介质 液体、气体、蒸汽
传输距离 三线制脉冲输出型:≤300m,两线制标准电流输出型 (4~20mA):负载电阻≤750Ω
五.涡街流量计安装注意事项: 涡街流量计主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸气等多种介质。其特点是压力损失小,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。表内的参数能长期稳定,是一种比较先进、理想的测量仪器。
1、合理的选择安装地点
避开强电力设备,高频设备,强电源开关设备;避开高温热源和辐射源的影响,避开强烈震动场所和强腐蚀环境等,同时要考虑安装维修方便。
2、上下游必须有足够的直管段。
若传感器安装点的上游在同一平面上有二个90。弯头,则:上游直管段≥25D,下游直管段≥5D 。
若传感器安装点的上游在不同平面上有二个90。弯头,则:上游直管段≥40D,下游直管段≥5D 。
调节阀应安装在传感器的下游5D以外处,若必须安装在传感器的上游,传感器上游直管段应不小于50D,下游应有不小于5D。
3、管道采取减振动措施。
传感器尽量避免安装在振动较强的管道上,特别是横向振动。若不得已要安装时,必须采取减振措施,在传感器的上下游2D处分别设置管道紧固装置,并加防振垫。
4、在水平管道上安装是涡街流量计最常用的安装方式。
测量气体流量时,若被测气体中含有少量的液体,传感器应安装在管线的较高处。
测量液体流量时,若被测液体中含有少量的气体,传感器应安装在管线的较低处。
安装点上下游的配管应与传感器同心,同轴偏差应不小于0.5DN。
5、传感器在垂直管道的安装。
测量气体流量时,传感器可以安装在垂直管道上,流向不限。若被测气体中含有少量的液体,气体流向应由下向上。
测量液体流量时,液体流向应由下向上:这样不会将液体重量额外附加在探头上。
6、测压点和测温点的选择。
根据测量的需要,需在传感器附近测量压力和温度时,测压点应在传感器下游的3-5D处,测温点应在传感器下游的6-8D
7、传感器在水平管道的侧装。
无论测量何种流体,传感器可以在水平管道上侧装,特别是测量过热蒸汽,饱和蒸汽和低温液体,若条件允许采用侧装,这样流体的温度对放大器的影响较小。
8、传感器在水平管道的倒装。
一般情况下不推荐用此安装方法。此安装方法不适用于测量一般气体、过热蒸汽。可用于测量饱和蒸汽,适用于测量高温液体或需经常清洗管道的情况。测量高温蒸汽时,保温层最多不能超过支架高度的三分之一。
六.涡街流量计订货须知:
1、型号规格 2、被测介质名称和密度
3、工作压力 4、工作温度 5、测量范围 6、连接法兰(标准) 7、配套仪表 8、特殊要求