渦街流量計(jì)

?

一、概述

北京力諾T712系列渦街流量計(jì)是根據(jù)Karman渦街原理測(cè)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。該儀表采用先進(jìn)的差動(dòng)技術(shù)，配合隔離、屏蔽、濾波等措施，克服了同類產(chǎn)品抗振性差、小信號(hào)數(shù)據(jù)紊亂等問題，并采用了獨(dú)特的傳感器封裝技術(shù)和防護(hù)措施，保證了產(chǎn)品的可靠性。產(chǎn)品有普通型和溫壓補(bǔ)償型兩種型式，普通型測(cè)量單一流量信號(hào)；溫壓補(bǔ)償型可同時(shí)實(shí)現(xiàn)溫度、壓力、流量的測(cè)量。每種型式都有整體、分體結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)不同的安裝環(huán)境。

二、工作原理

渦街流量計(jì)是由旋渦發(fā)生體、檢測(cè)探頭及相應(yīng)的電子線路等組成。當(dāng)流體流經(jīng)旋渦發(fā)生體時(shí)，它的兩側(cè)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(chǔ)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(guān)系式：

f = St × V/d

式中: ???f:渦街發(fā)生頻率 (Hz) ??????????????????????????V:旋渦發(fā)生體兩側(cè)的平均流速(m/s)

??St:斯特羅哈爾系數(shù)（一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)為常數(shù)） ???d:旋渦發(fā)生體迎流面寬度（m）

?

圖2 渦街流量計(jì)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(yīng)的檢測(cè)探頭上，便產(chǎn)生一系列交變電荷信號(hào)，經(jīng)過前置放大器轉(zhuǎn)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(hào)。

三、儀表特點(diǎn)與用途

無可動(dòng)部件，長(zhǎng)期穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于安裝和維護(hù);

傳感器輸出脈沖信號(hào)，其頻率與被測(cè)流體的實(shí)際流量成線性，零點(diǎn)無漂移，性能穩(wěn)定，有管道式、插入式等形式;

精確度較高，通常液體的測(cè)量精度為±1.0%，氣體的測(cè)量精度為1.5%；

測(cè)量量程范圍寬，在雷諾數(shù)為2×104-7×106范圍內(nèi)，可達(dá)1:20；

壓損?。s為孔板流量計(jì)的1/4-1/2），屬于節(jié)能流量?jī)x表；

安裝方式靈活，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)傳感頭，具有一定抗環(huán)境振動(dòng)性能；

采用超低功耗微處理器技術(shù)，1節(jié)3.6V10AH鋰電池可使用5年以上；

由軟件對(duì)儀表系數(shù)非線性進(jìn)行修正，提高測(cè)量精度;

壓力損失小，量程范圍寬;

采用EEPROM對(duì)累積流量進(jìn)行掉電保護(hù)，保護(hù)時(shí)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(yè)循環(huán)、污水處理，油類及化學(xué)試劑以及壓縮空氣、飽和及過熱蒸汽、

天然氣及各種介質(zhì)流量的計(jì)量。

四、通用參數(shù)

基本參數(shù)

?

五、測(cè)量范圍及耐壓等級(jí)

基本參數(shù)

一般液體和氣體適用流量范圍?表5.1口徑-流量-流速對(duì)照表

?

注：1、已知標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量換算成工況下的體積流量

一般氣體的計(jì)量單位常用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積計(jì)量單位，即標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時(shí)（Nm3/h），簡(jiǎn)稱“標(biāo)方”。按以下公式先將標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積流

量換算成工況狀態(tài)體積流量，即立方米/小時(shí)（m3/h），然后再與表4.3.1適用流量范圍進(jìn)行比較。

?

式中： ????—被測(cè)介質(zhì)標(biāo)況下的體積流量（m3/h）

???????????—被測(cè)介質(zhì)工況下的體積流量（Nm3/h,20℃,0.1012MPa絕對(duì)壓力下） ????????

???????????—被測(cè)介質(zhì)工況狀態(tài)下的介質(zhì)壓力，表壓（MPa）

???????????—當(dāng)?shù)卮髿鈮海∕Pa） ??????????????????????????????

???????????—標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（0.101325MPa） ????

???????????—介質(zhì)的絕對(duì)溫度（273.15+t）k

???????????—被測(cè)介質(zhì)工況狀態(tài)下的介質(zhì)溫度（℃）

???????????—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的絕對(duì)溫度（293.15k）

2、對(duì)于飽和蒸汽，可按表5.2、5.3所給質(zhì)量流量的范圍對(duì)照選取。

???

(單位：kg/h)

??????

3、對(duì)于過熱蒸汽，則應(yīng)先對(duì)照過熱蒸汽表（表5.4、5.5）查出其相應(yīng)溫度及壓力(取絕對(duì)壓力：表壓+1)下的密度值，然后根據(jù)給定的質(zhì)量流量通過下式計(jì)算出對(duì)應(yīng)的體積流量，再與表5.1相應(yīng)口徑蒸汽流量對(duì)照選型。

????????式中： ???????????G：質(zhì)量流量

?????????????????????????ρ：介質(zhì)密度 ?

4、壓力損失的計(jì)算

計(jì)算壓力損失是否對(duì)工藝管線有影響，由下式計(jì)算：

△P=1.2 ?V2(Pa)

式中： ???△P：壓力損失(Pa) ??ρ：介質(zhì)密度（Kg/m3） ???V：管內(nèi)平均流速(m/s)

?

5、被測(cè)介質(zhì)為液體時(shí)，為防止氣化和氣蝕，應(yīng)使傳感器的液體壓力符合下式要求：

P≥2.6P + 1.25P1（Pa絕對(duì)壓力）

式中： ???P：壓力損失值（Pa） ??P1 ：流體的蒸汽壓（Pa絕對(duì)壓力）

?

?

?

七、選型表

?

?

八、電氣連接

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

九、安裝及注意事項(xiàng)

?

?

流量計(jì)的安裝方式

?

?

流量計(jì)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。

?

將連接上法蘭的整套流量計(jì)放入開好口的管道中。

?

對(duì)法蘭與管道進(jìn)行點(diǎn)焊定位。

?

將流量計(jì)取下，把法蘭按要求焊好，并清理管道內(nèi)的所有突出部分

在法蘭的內(nèi)槽內(nèi)裝上與管道通徑相同的密封墊圈，將流量計(jì)裝入法蘭中，流量計(jì)的流向標(biāo)應(yīng)與流體方向相同，

然后與螺栓緊固。

?

如果被測(cè)介質(zhì)需要進(jìn)行溫度壓力補(bǔ)償時(shí)（如蒸汽、壓縮空氣，則需要加裝溫度傳感器和壓力變送器。

?

溫度傳感器應(yīng)安裝在流量計(jì)下游4-8D處（如圖5.3所示）在選好的位置上開一個(gè)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。

?

壓力變送器應(yīng)安裝在流量計(jì)下游3-8D處（如圖5.3所示）開孔的位置應(yīng)使彎管裝好后垂直地面。在選好的位置上開一個(gè)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(yīng)密封可靠確保無泄露。如果測(cè)量高溫介質(zhì)應(yīng)提前把彎管灌上水，防止因溫度過高損傷壓力變送器。

?

流量計(jì)最好安裝在室內(nèi)，若須安裝在室外時(shí)，應(yīng)有避免直射陽光和防止雨淋的措施。

流量計(jì)應(yīng)避免安裝在有強(qiáng)磁場(chǎng)干擾，空間小和維修不方便的場(chǎng)合。

流量計(jì)應(yīng)避免安裝在溫度較高、受設(shè)備熱輻射或含有腐蝕性氣體的場(chǎng)合，若須安裝時(shí)，須有隔熱通風(fēng)措施。

流量計(jì)應(yīng)避免安裝在有機(jī)械振動(dòng)的管道上，若須安裝時(shí)，必須采取減震措施，可加裝軟管過渡，或在流量計(jì)上下游2DN處加裝管道固定支撐點(diǎn)并加防震墊。

法蘭與管道點(diǎn)焊定位后應(yīng)卸下流量計(jì)，不能帶著流量計(jì)焊接。

渦街流量計(jì)可以測(cè)量液體、氣體和蒸汽，但不同介質(zhì)之間不通用；同種介質(zhì)又分為低溫、高溫和特高溫三種規(guī)格，不同溫度之間也不通用。

當(dāng)測(cè)量液體時(shí)必須保證管道內(nèi)充滿液體，因此介質(zhì)流向應(yīng)是自下而上的。

流量計(jì)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(zhì)表?xiàng)U垂直地面安裝高溫介質(zhì)表?xiàng)U平行地面安裝。

流量計(jì)應(yīng)盡量避免安裝在架空較長(zhǎng)的管道上，由于管道的下垂容易造成流量計(jì)與法蘭間的密封泄漏。若必須安裝時(shí)，須在流量計(jì)的上下游2D處分別設(shè)置管道支撐點(diǎn)。

在測(cè)量蒸汽的管道中，為了防止轉(zhuǎn)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(jì)的表頭在原有的位置上可進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)在調(diào)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(jìn)入殼體，必要時(shí)須用防水膠帶把鎖緊螺母纏繞密封好。

連接流量計(jì)的屏蔽電纜走向，應(yīng)遠(yuǎn)離有強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾的場(chǎng)合，絕對(duì)不允許與高壓電纜一起敷設(shè)。屏蔽線應(yīng)盡量縮短，且不得盤卷，以減少分布電感，最大長(zhǎng)度不超過500米。

接線時(shí)先擰開表殼后蓋，將信號(hào)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(jìn)入防水接頭之前必須向下壓彎，以確保水不會(huì)順著線纜進(jìn)入殼體內(nèi)（如圖5.5示）

?

?

5.3.2對(duì)直管段要求

為了保證準(zhǔn)確的測(cè)量，流量計(jì)的上游必須有足夠長(zhǎng)的直管段，上游流動(dòng)分布盡可能不受干擾，如果有控制和節(jié)流 ??裝置最好裝在下游。直管段長(zhǎng)度用管道內(nèi)徑DN的倍數(shù)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(jì)的上游有彎頭、縮徑、擴(kuò)徑、閥門等情形，則需要更長(zhǎng)的直管段，具體情況，如表9.4所示。 ????

??

???????????????????

注：對(duì)配管的要求：流量計(jì)安裝點(diǎn)的上下游配管的內(nèi)徑應(yīng)與流量計(jì)的內(nèi)徑相同，其應(yīng)滿足下式的要求：

????????????????????????????????????0.98D ≤ DN ≤1.05D

????式中：D 流量計(jì)的內(nèi)徑 ???????????DN 配管內(nèi)徑

????配管應(yīng)與流量計(jì)同心,同軸偏差應(yīng)不大于0.05 DN。