渦街流量計廣泛用于石油、化工、電力、輕工等部門工業管道中測量液體或氣體的流量。由于傳感器材料為1Cr18Ni9Ti,也可用于城市供水、供熱、鍋爐供水、醫療行業流體管道的流量測量。 防爆型渦街流量傳感器,采用的是本安防爆技術。電池供電的渦街流量計其防爆標志為“Ex iaⅡBT4”,適合不高于Ⅱ類B級的0區、1區、2區含有T1~T4組的危險場所使用; 靠安全柵供電的渦街流量計其防爆標志為“ExiaⅡBT5”,適于Ⅱ類B級的0區、1區、2區含有T1~T5組的危險場所使用。
一、產品用途及工作原理
1.用途
LUGB渦街流量計廣泛用于石油、化工、電力、輕工等部門工業管道中測量液體或氣體的流量。由于傳感器材料為1Cr18Ni9Ti,也可用于城市供水、供熱、鍋爐供水、醫療行業流體管道的流量測量。
防爆型渦街流量傳感器,采用的是本安防爆技術。電池供電的渦街流量計其防爆標志為“Ex iaⅡBT4”,適合不高于Ⅱ類B級的0區、1區、2區含有T1~T4組的危險場所使用; 靠安全柵供電的渦街流量計其防爆標志為“ExiaⅡBT5”,適于Ⅱ類B級的0區、1區、2區含有T1~T5組的危險場所使用。
2.工作原理
LUGB渦街流量計是利用卡門渦街原理,用來測量蒸汽、氣體及低粘度的液體的流量儀表。當流體流過與被測介質流向垂直放置的旋渦發生體時,在其后方兩側交替地產生兩列旋渦,稱之為卡門渦街,如上圖1所示。在雷諾數范圍內(2×104~7×106),旋渦所產生的頻率f與介質的平均速度V及旋渦發生體的迎流面寬度d之間有下列關系:
f=St 式中St為斯特勞哈爾數,它是無量綱常數,當ReD=2×104~7×106時約為0.15~0.22,通過壓電元件檢測出旋渦產生的頻率f,就可計算出平均流速V,從而確定管道內的體積流量:QV = A*V,,其中A為管道橫截面積
二、產品的特點
我公司生產的渦街流量計是借鑒日本OVAL公司的產品設計理念結合國內企業的使用特點,經過多年的研發而推出的產品。本產品是按照日系國家標準JIS Z8766:2002《渦街流量計—流量測定方法》,進行生產的,因此我公司的渦街流量計有這國內同類產品沒有的精確性和穩定性,除具備普通渦街流量計的特點外,還具有下述突出特點:
(1)本產品用日本OVAL公司的設計原理,發生體采用頂角朝前的三角柱設計,而非國內大多數廠家采用的梯型柱設計,雖增加了生產成本,但大大增加了產品的量程。另外三角柱的截面積、寬度、坡度和三角柱在表體中的位置均與管道直徑成比例,使產品的精確度、穩定性等到了保證。
(2)自DN20起以上各規格:均采用表體與三角柱一次鑄造完成,減少了測量孔因焊接三角柱而產生的變形,提高渦街信號的穩定性。
(3)自DN40起以上各規格均采用內置式結構,即將測量探頭鑲入三角柱內。國內只有少量的是大口徑采用此結構,雖然增加了工藝難度,但卻大大提高了產品的抗干擾能力。
(4)渦街信號的轉換采用數字信號處理技術(DSP)突破了傳統的模擬方法處理渦街信號的局限性,提高了渦街信號的檢測靈敏度,加強了渦街流量計的抗震性能。
(5)由于采用了上述結構和數字信號處理技術,使得流量計的量程大大擴寬。一般情況下可達1:10 ~1:20,主要表現在下限流速明顯降低,通常為普通渦街流量計的 1/4—1/2.
(6)在規定的條件下,產品的技術性能和質量已達到或接近了國外先進渦街流量計的水平。
三、 渦街流量計的構造、功能及外形尺寸
1、基本構造
各部分功能:
(1)表體:由測量管道與三角柱(漩渦發生體)組成,當被測流體在測量管道內流經三角柱時產生渦街。
(2)傳感器(又稱檢測桿或探頭):檢測流體在管道內流經三角柱時所產生的渦街頻率。
(3)支撐桿:將本體與轉換器連接起來,并起到保護傳感器的作用。對高溫型渦街流量計還具有散熱功能。
(4)轉換器:是將從傳感器產生的電荷變量轉換為流量輸出信號,包括脈沖信號4 -20mA模擬信號和數字信號等。
2、參考尺寸(如圖3)
尺寸
DN
25
DN
40
DN
50
DN
65
DN
80
DN
100
DN
125
DN
150
DN
200
D
Φ67
Φ78
Φ89
Φ102
Φ113
Φ135
Φ158
Φ181
Φ248
L1
33
40
40
40
40
48
51
54
70
L
66
80
80
93
100
125
145
165
196
H
340
330
335
345
350
373
385
400
420
高溫型H
390
380
385
395
400
423
435
450
470
四、主要技術參數及:
1.技術參數
(1)、規格(口徑):15、 20、 25、40、50、65、80、100、125、150、200、250、300 、350 、400
(2)、測量介質:液體、氣體、蒸汽(飽和蒸汽、過熱蒸汽)、特殊型的可以測量耐腐蝕性介質。
(3)、精度(準確度、精確度):1級
誤差為:顯示量的±1%以內或滿量程的±1%以內。
注意:模擬輸出的場合要加上滿量程的±0.1%。
(4)、重復性:±0.2%以內。
(5)、最高使用壓力:因法蘭規格不同而異,一般情況下為1.6MPa。特殊情況下2.5MPa-4.0MPa可根據測量介質的條件進行定制。
(6)、使用溫度范圍:-10 ℃~+350 ℃。(-10℃~+ 150℃低溫、 -1O℃ ~+250℃中溫、+250℃ ~+350℃ 高溫)
(7)、供電電源:直流供電電壓24V,現場顯示型采用3.6V鋰電池供電。
(8)、輸出信號:脈沖信號、4—20mA模擬信號。
(9)、環境條件:溫度-30℃ ~+60℃ 、濕度5%~90%。
(10)、流量范圍:在保證渦街流量計測量精度的前提下,其測量的流速范圍為:液體0.3m/s~7m/s 、氣體3m/s~55m/s。
(11) 通訊接口RS232和 RS485 、HART 協議
(12) 防爆型號: EXiaⅡBT4或EXiaⅡBT5
(13) 傳輸距離:轉換器與二次儀表之間≤1Km。(對于分離型)探頭與轉換器之間≤200m
2、流量計流量范圍
(1)各規格的流量計在測量液體和普通氣體時所對應的流量范圍:
規格
液體流量范圍(m3/h)
普通氣體流量范圍(m3/h)
Qmin
Qmax
Qmin
Qmax
DN15
1.2
6.2
5
25
DN20
1.5
10
8
50
DN25
1.6
16
10
70
DN32
1.9
19
15
150
DN40
2.5
26
22
220
DN50
3.5
38
36
320
DN65
6.2
65
50
480
DN80
10
100
70
640
DN100
15
150
130
1100
DN125
25
250
200
1700
DN150
36
380
280
2240
DN200
62
650
580
4960
DN250
140
1400
970
8000
DN300
200
2000
1380
11000
注:表中的氣體流量為工況條件下的體積流量
(2)上述液體和普通氣體的流量是體積流量,若測量其質量流量則需知道液體或氣體的密度。通過下公式Qm=Qv*P來計算:
Qm: 被測流體的質量流量 (Kg/h) Qv: 被測流體的體積流量 (m3/h)
P: 被測流體的密度 (kg/m3)
(3)蒸汽一般是測量其質量流量。前提條件是必須知道蒸汽的壓力和溫度,這樣才能知道蒸汽的密度。從而通過體積流量利用上式推算出蒸汽的質量流量
各規格流量計在測量飽和蒸汽時所對應的流量范圍 (表一)
公稱通徑
DN15
DN20
DN25
DN40
DN50
DN65
DN80
表壓
流量范圍(kg/h)
0.2
5~
35
10~
70
8~
100
20~
260
30~
400
50~
650
80~
1000
0.4
8~
56
15~
120
15~
160
35~
420
50~
660
90~
1100
140~
1650
0.6
11~
80
22~
160
20~
220
45~
580
70~
900
130~
1500
190~
2300
0.8
14~
100
28~
200
25~
280
60~
730
90~
1100
160~
1900
250~
2900
1.0
17~
120
34~
240
30~
340
70~
890
110~
1350
200~
2300
300~
3500
1.2
20~
140
40~
280
35~
400
80~
1040
130~
1600
230~
2700
350~
4100
1.4
23~
160
46~
320
40~
460
100~
1200
150~
1800
270~
3100
400~
4800
1.6
26~
180
52~
360
45~
520
110~
1350
170~
2100
300~
3500
460~
5400
1.8
30~
210
60~
420
50~
580
120~
1500
200~
2300
330~
3900
500~
6000
2.0
33~
240
66~
480
55~
650
140~
1650
220~
2600
350~
4400
550~
6600
2.5
40~
280
80~
560
70~
800
170~
2050
270~
3200
450~
5400
700~
8000
(表二)
DN100
DN125
DN150
DN200
DN250
DN300
DN350
流量范圍(kg/h)
140~
1600
200~
2500
300~
3600
550~
6500
875~
10000
1260~
14400
2480~
25000
200~
2600
350~
4100
500~
5900
900~
10500
1250~
16250
1800~
23400
4000~
40000
300~
3600
480~
5600
650~
8100
1200~
14500
1875~
22500
2700~
32400
5500~
62000
370~
4600
600~
7100
850~
10250
1550~
18400
2310~
28750
3330~
41400
7000~
90000
450~
5500
700~
8600
1000~
12500
1900~
22200
2810~
34380
4050~
49500
8450~
10000
550~
6500
850~
10200
1200~
14500
2200~
26100
3440~
40625
4950~
58500
9900~
12000
600~
7500
900~
11500
1400~
16500
2500~
3000
3750~
46875
5400~
67500
11400~
13000
700~
8400
1000~
13000
1600~
19000
2850~
33500
4380~
52500
6300~
75600
13000~
200000
800~
9400
1200~
14500
1800~
21200
3100~
37500
5000~
58750
7200~
84600
14500~
250000
850~
10400
1350~
16200
2000~
23400
3500~
41500
5310~
65000
7650~
93600
16000~
300000
1000~
12800
1700~
20000
2400~
28800
4200~
51300
6250~
80000
9000~
115200
20000~
350000