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一、概述
北京力諾T712系列渦街流量計是根據Karman渦街原理測量氣體、蒸汽或液體的體積流量、標況的體積流量或質量流量的體積流量計,并可作為流量變送器應用于自動化控制系統中。該儀表采用先進的差動技術,配合隔離、屏蔽、濾波等措施,克服了同類產品抗振性差、小信號數據紊亂等問題,并采用了獨特的傳感器封裝技術和防護措施,保證了產品的可靠性。產品有普通型和溫壓補償型兩種型式,普通型測量單一流量信號;溫壓補償型可同時實現溫度、壓力、流量的測量。每種型式都有整體、分體結構,以適應不同的安裝環境。
二、工作原理
渦街流量計是由旋渦發生體、檢測探頭及相應的電子線路等組成。當流體流經旋渦發生體時,它的兩側就形成了交替變化的兩排旋渦,這種旋渦被稱為卡門渦街。斯特羅哈在卡門渦街理論的基礎上又提出了卡門渦街的頻率與流體的流速成正比,并給出了頻率與流速的關系式:
f = St × V/d
式中: ???f:渦街發生頻率 (Hz) ??????????????????????????V:旋渦發生體兩側的平均流速(m/s)
??St:斯特羅哈爾系數(一定雷諾數范圍內為常數) ???d:旋渦發生體迎流面寬度(m)
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圖2 渦街流量計工作原理示意圖
這些交替變化的旋渦就形成了一系列交替變化的流體升力,該升力作用在基于壓電效應的檢測探頭上,便產生一系列交變電荷信號,經過前置放大器轉換、整形、放大處理后,輸出與旋渦脫落頻率相同且與流速成正比的脈沖信號。
三、儀表特點與用途
無可動部件,長期穩定,結構簡單便于安裝和維護;
傳感器輸出脈沖信號,其頻率與被測流體的實際流量成線性,零點無漂移,性能穩定,有管道式、插入式等形式;
精確度較高,通常液體的測量精度為±1.0%,氣體的測量精度為1.5%;
測量量程范圍寬,在雷諾數為2×104-7×106范圍內,可達1:20;
壓損小(約為孔板流量計的1/4-1/2),屬于節能流量儀表;
安裝方式靈活,根據現場工藝管道不同,可以水平、垂直和不同角度傾斜安裝;
采用消擾電路和抗振動傳感頭,具有一定抗環境振動性能;
采用超低功耗微處理器技術,1節3.6V10AH鋰電池可使用5年以上;
由軟件對儀表系數非線性進行修正,提高測量精度;
壓力損失小,量程范圍寬;
采用EEPROM對累積流量進行掉電保護,保護時間大于10年;
本儀表可廣泛用于大、中、小型各種管道給排水、工業循環、污水處理,油類及化學試劑以及壓縮空氣、飽和及過熱蒸汽、
天然氣及各種介質流量的計量。
四、通用參數
基本參數
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五、測量范圍及耐壓等級
基本參數
一般液體和氣體適用流量范圍?表5.1口徑-流量-流速對照表
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注:1、已知標準狀態下的體積流量換算成工況下的體積流量
一般氣體的計量單位常用標準狀態體積計量單位,即標準立方米/小時(Nm3/h),簡稱“標方”。按以下公式先將標準狀態體積流
量換算成工況狀態體積流量,即立方米/小時(m3/h),然后再與表4.3.1適用流量范圍進行比較。
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式中: ????—被測介質標況下的體積流量(m3/h)
???????????—被測介質工況下的體積流量(Nm3/h,20℃,0.1012MPa絕對壓力下) ????????
???????????—被測介質工況狀態下的介質壓力,表壓(MPa)
???????????—當地大氣壓(MPa) ??????????????????????????????
???????????—標準大氣壓(0.101325MPa) ????
???????????—介質的絕對溫度(273.15+t)k
???????????—被測介質工況狀態下的介質溫度(℃)
???????????—標準狀態下的絕對溫度(293.15k)
2、對于飽和蒸汽,可按表5.2、5.3所給質量流量的范圍對照選取。
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(單位:kg/h)
??????
3、對于過熱蒸汽,則應先對照過熱蒸汽表(表5.4、5.5)查出其相應溫度及壓力(取絕對壓力:表壓+1)下的密度值,然后根據給定的質量流量通過下式計算出對應的體積流量,再與表5.1相應口徑蒸汽流量對照選型。
????????式中: ???????????G:質量流量
?????????????????????????ρ:介質密度 ?
4、壓力損失的計算
計算壓力損失是否對工藝管線有影響,由下式計算:
△P=1.2 ?V2(Pa)
式中: ???△P:壓力損失(Pa) ??ρ:介質密度(Kg/m3) ???V:管內平均流速(m/s)
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5、被測介質為液體時,為防止氣化和氣蝕,應使傳感器的液體壓力符合下式要求:
P≥2.6P + 1.25P1(Pa絕對壓力)
式中: ???P:壓力損失值(Pa) ??P1 :流體的蒸汽壓(Pa絕對壓力)
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七、選型表
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八、電氣連接
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九、安裝及注意事項
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流量計的安裝方式
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流量計的安裝
按開口尺寸的要求在管道上開口,且使開口的位置滿足直管段的要求。
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將連接上法蘭的整套流量計放入開好口的管道中。
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對法蘭與管道進行點焊定位。
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將流量計取下,把法蘭按要求焊好,并清理管道內的所有突出部分
在法蘭的內槽內裝上與管道通徑相同的密封墊圈,將流量計裝入法蘭中,流量計的流向標應與流體方向相同,
然后與螺栓緊固。
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如果被測介質需要進行溫度壓力補償時(如蒸汽、壓縮空氣,則需要加裝溫度傳感器和壓力變送器。
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溫度傳感器應安裝在流量計下游4-8D處(如圖5.3所示)在選好的位置上開一個25mm圓孔,把鉑電阻底座垂直或傾斜焊在開好的圓孔上,把鉑電阻裝在底座上并確保密封可靠無泄露。
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壓力變送器應安裝在流量計下游3-8D處(如圖5.3所示)開孔的位置應使彎管裝好后垂直地面。在選好的位置上開一個20mm圓孔把彎管的一頭垂直焊在開好的圓孔上把配套閥門擰在彎管的另一頭上閥門的上端裝上壓力變送器,閥門的兩端應密封可靠確保無泄露。如果測量高溫介質應提前把彎管灌上水,防止因溫度過高損傷壓力變送器。
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流量計最好安裝在室內,若須安裝在室外時,應有避免直射陽光和防止雨淋的措施。
流量計應避免安裝在有強磁場干擾,空間小和維修不方便的場合。
流量計應避免安裝在溫度較高、受設備熱輻射或含有腐蝕性氣體的場合,若須安裝時,須有隔熱通風措施。
流量計應避免安裝在有機械振動的管道上,若須安裝時,必須采取減震措施,可加裝軟管過渡,或在流量計上下游2DN處加裝管道固定支撐點并加防震墊。
法蘭與管道點焊定位后應卸下流量計,不能帶著流量計焊接。
渦街流量計可以測量液體、氣體和蒸汽,但不同介質之間不通用;同種介質又分為低溫、高溫和特高溫三種規格,不同溫度之間也不通用。
當測量液體時必須保證管道內充滿液體,因此介質流向應是自下而上的。
流量計可以在沿管道軸線垂直方向上360度任意安裝最佳安裝方式低溫介質表桿垂直地面安裝高溫介質表桿平行地面安裝。
流量計應盡量避免安裝在架空較長的管道上,由于管道的下垂容易造成流量計與法蘭間的密封泄漏。若必須安裝時,須在流量計的上下游2D處分別設置管道支撐點。
在測量蒸汽的管道中,為了防止轉換器溫度過高,儀表連接桿至少一半不要保溫(如圖5.4所示。
為了方便觀察和接線,流量計的表頭在原有的位置上可進行360度旋轉在調整好位置后,把鎖緊螺母擰緊即可。為了防止水汽從鎖緊螺母處進入殼體,必要時須用防水膠帶把鎖緊螺母纏繞密封好。
連接流量計的屏蔽電纜走向,應遠離有強電磁場干擾的場合,絕對不允許與高壓電纜一起敷設。屏蔽線應盡量縮短,且不得盤卷,以減少分布電感,最大長度不超過500米。
接線時先擰開表殼后蓋,將信號線從防水接頭送入。按照接線圖示正確接線。將防水接頭擰緊,并保證線纜在進入防水接頭之前必須向下壓彎,以確保水不會順著線纜進入殼體內(如圖5.5示)
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5.3.2對直管段要求
為了保證準確的測量,流量計的上游必須有足夠長的直管段,上游流動分布盡可能不受干擾,如果有控制和節流 ??裝置最好裝在下游。直管段長度用管道內徑DN的倍數來表示,上下游最小的直管段要求如下:上游:10DN(10倍口徑)下游:5DN ?(5倍口徑)
如果流量計的上游有彎頭、縮徑、擴徑、閥門等情形,則需要更長的直管段,具體情況,如表9.4所示。 ????
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注:對配管的要求:流量計安裝點的上下游配管的內徑應與流量計的內徑相同,其應滿足下式的要求:
????????????????????????????????????0.98D ≤ DN ≤1.05D
????式中:D 流量計的內徑 ???????????DN 配管內徑
????配管應與流量計同心,同軸偏差應不大于0.05 DN。
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