智能型涡街流量计

    智能型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,仪表参数能长期稳定。智能型涡街流量计采用压电应力式传感器,可靠性高,可在-20℃~+250℃的工作温度范围内工作。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、理想的流量测量仪表。

技术参数

    智能型涡街流量计的技术参数参考下表:

执行标准

涡街流量计(JJG1029-2007)

仪表口径(mm)

15、20、25、32、40、50、65、80、100、125、150、200、250、300

公称压力(Mpa)

1.6Mpa、2.5Mpa、4.0Mpa(其他可订制)

精度等级

液体:±1%
  气体或蒸汽:±1.5%、±1%

量程比

1:10;1:15;1:20

传感器材质

304不锈钢、316(L)不锈钢等

使用条件

介质温度:-40℃~+250℃、-40℃~+320℃ 
  环境温度:-20℃~+60℃ 
  相对湿度:5%~95%
  大气压力:86Kpa~106 Kpa

信号输出功能

脉冲信号、4~20mA信号

通讯输出功能

RS485通讯输出、HART协议等

工作电源

  • 外电源:34VDC±15%,纹波≤±5%,适用于4~20mA输出、脉冲输出、RS485通讯输出等

  • 内电源:1组3.1V10AH锂电池,电池电压在2.0V~3.0V时均可正常工作

信号线接口

基本型:豪斯曼接头或自带三芯线缆;防爆型:内螺纹M20×1.5

防爆等级

ExiaIICT5或ExdIIBT6

防护等级

IP65或更高(可订制)

产品选型

    智能型涡街流量计是老式模拟的涡街流量计的更新换代产品,智能型涡街流量计不仅可以带4~20mA输出,还可以带RS232通讯协议,可以直接与计算机联网,便于远程监控和操作。

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有规则的旋涡,这种旋涡称为卡门涡街旋涡,如右图所示,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,被测介质平均流速为 ,旋涡发生体迎流面宽度为d,表体通径为D,即可得到以下关系式:

    f=SrU1/d=SrU/md (1)

    式中 U1--旋涡发生体两侧平均流速,m/s;

    Sr--斯特劳哈尔数;

    m--旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比

    管道内体积流量qv为

    qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr (2)

    K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 (3)

    式中 K--流量计的仪表系数,脉冲数/m3(P/m3)。

    K除与旋涡发生体、管道的几何尺寸有关外,还与斯特劳哈尔数有关。斯特劳哈尔数为无量纲参数,它与旋涡发生体形状及雷诺数有关,图2所示为圆柱状旋涡发生体的斯特劳哈尔数与管道雷诺数的关系图。由图可见,在ReD=2×104~7×106范围内,Sr可视为常数,这是仪表正常工作范围。当测量气体流量时,VSF的流量计算式为

    (4)斯特劳哈尔数与雷诺数关系曲线

    式中 qVn,qV--分别为标准状态下(0oC或20oC,101.325kPa)和工况下的体积流量,m3/h; Pn,P--分别为标准状态下和工况下的压力,Pa;

    Tn,T--分别为标准状态下和工况下的热力学温度,K;

    Zn,Z--分别为标准状态下和工况下气体压缩系数。

    由上式可见,VSF输出的脉冲频率信号不受流体物性和组分变化的影响,即仪表系数在一定雷诺数范围内仅与旋涡发生体及管道的形状尺寸等有关。但是作为流量计在物料平衡及能源计量中需检测质量流量,这时流量计的输出信号应同时监测体积流量和流体密度,流体物性和组分对流量计量还是有直接影响的。

    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。

    在实际应用中,往往流量远低于仪表的上限值,随着负荷的变化,最小流量又往往会低于仪表的下限值,仪表并非工作在它的工作段,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。

    为了使用方便,电池供电的本地显示型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。

技术参数

    1、测量介质: 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、法兰连接式口径选择 100,150,200

    4、流量测量范围 正常测量流速范围 雷诺数1.5×104~4×106;气体5~50m/s; 液体0.5~7m/s

    正常测量流量范围 液体、气体流量测量范围见表2; 蒸气流量范围见表3

    5、测量精度 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%,传输距离为100m

    10、脉冲电流远传信号 4~20 mA,传输距离为1000m

    11、仪表使用环境 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

主要应用

    为了使用方便,电池供电的就地显示型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与安装费用,可就地显示瞬时流量、累积流量等。而带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。

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