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HD-LU智能涡街流量计

点击次数:1702 发布时间:2012/6/29
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HD-LU智能涡街流量计原理

 

    

 

智能涡街流量计

带温度压力补偿智能涡街流量计

带球阀插入式智能涡街流量计

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,这种旋涡称为卡门旋涡,如江苏恒大自动化右图所示,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                      

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
qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr
                  
K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1
                   
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。在ReD=2×1047×106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的流量计算式为斯特劳哈尔数与雷诺数关系曲线式中 qVnqV--分别为标准状态下(0oC20oC101.325kPa)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d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。
为提高
涡街流量计的耐高温及抗振动性能,我公司新近开发出了SDLU改进型涡街流量传感器,因其独特的结构和选材使该传感器可在高温(350、强振动(≤1g)的恶劣工况下使用。
在实际应用中,往往zui大流量远低于仪表的上限值,随着负荷的变化,zui小流量又往往会低于仪表的下限值,仪表并非工作在它的zui佳工作段,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。我公司研制的纵断面形状为圆弧的LGZ变径整流器,具有整流、提高流速及改变流速分布多重作用,其结构尺寸小,仅为工艺管内径的1/3,与涡街流量计作成一体,不仅不需要另外附加一段直管段,还可以降低对工艺管直管段的要求,安装非常方便。

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。
测量介质:气体、液体、蒸气
口径规格法兰卡装式口径选择25,32,50,80,100
法兰连接式口径选择100,150,200
流量测量范围正常测量流速范围?雷诺数1.5×1044×106;气体550m/s;液体0.57m/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
测量精度1.0? 1.5
被测介质温度:常温–25100
高温–25150 -25250
输出信号脉冲电压输出信号高电平810V 低电平0.71.3V
脉冲占空比约50%,传输距离为100m
脉冲电流远传信号420 mA,传输距离为1000m
仪表使用环境温度:-25+55 湿度:590% RH50
材质不锈钢, 铝合金
电源DC24V或锂电池3.6V
防爆等级本安型iaIIbT3-T6
防护等级IP65

产品参数

仪表型号

HD-LU-N

HD-LU-A

HD-LU-B

HD-LU- C

HD-LU- D1/D2

信号输出

脉冲

4-20mA

4-20mA

可选4-20mA或脉冲

供电电源

24VDC±15%

24VDC±15%

锂电池

24VDC±15%

24VDC±15%和锂电池

通讯接口

可选RS485

可选RS485

精度等级

液体:1.0
气体:1.0
蒸汽:1.5

液体:1.0
气体:1.0
蒸汽:1.5

液体:1.0
气体:1.0
蒸汽:1.5

显示器

仪表材质

304SS

304SS

304SS

防爆等级

可选ExiaIICT5ExdIIBT6

可选ExiaIICT5ExdIIBT6

可选ExiaIICT5ExdIIBT6

防护等级

IP65

IP65

IP65

整机功耗

1W

1W

1W

仪表通经

DN15~DN300

DN15~DN300

DN15~DN300

安装方式

法兰夹持或一体化法兰连接

法兰夹持或一体化法兰连接

法兰夹持或一体化法兰连接

耐压等级

可选1.6MPa2.5MPa

可选1.6MPa2.5MPa

可选1.6MPa2.5MPa

介质温度

-40~250-40~350

-40~250-40~350

-40~250-40~350

环境温度

-20~60

-20~60

-20~60

测量范围与压力等级

仪表口径(mm)

液体测量范围(m3/h)

气体测量范围(m3/h)

DN15

0.3-6

2.2-30

DN20

0.6-12

4-50

DN25

1.2-16

8-55

DN32

1.6-30

18-130

DN40

2-40

27-200

DN50

3-60

35-350

DN65

5-100

60-600

DN80

6-130

86-1100

DN100

15-220

130-1300

DN125

20-340

240-2800

DN150

30-450

340-4000

DN200

45-800

560-8000

DN250

65-1250

890-11000

DN300

95-2000

1360-18000

 

如何正确选择安装点

 

 

   正确地选择安装点和正确安装传感器都是非常重要的环节,若在安装环节失误轻者影响测量精度,重者会影响传感器的使用寿命,甚至损坏传感器。考虑到安装与拆卸的方便,可在流量计后加装管道伸缩节;

 

 

 

 

 

对直管段的要求

 

 

------------------------------------------------------------------------------------  

 

 

   传感器对安装点的上下游直管段有一定要求,否则会影响测量精度。
    
若传感器安装点的上游有>15°渐缩管,传感器上游应有不小于15D的等径直管段,下游应有不小于5D的等径直管段。

    若传感器安装点的上游有>15°渐扩管,传感器上游应有不小于18D的等径直管段,下游应有不小于5D的等径直管段。

    若传感器安装点的上游有90°弯并没有或T形接头,传感器上游应有不小于20D的等径直管段,下游应有不小于5D的等径直管段。

    若传感器安装点的上游在同一平面上有二个90°弯头,传感器上游应有不小于25D的等径直管段,下游应有不小于5D的等径直管段。

    若传感器安装点的上游在不同平面上有二个90°弯头,传感器上游应有不小于40D的等径直管段,下游应有不小于5D的等径直管段。

    流量调节阀或压力调节阀尽量安装在传感器的下游5D以远处,若必须安装在传感器的上游,传感器上游应有不小于50D的等径直管段,下游应有不小于5D的等径直管段。

 

 

特点注意:
    ·传感器安装点的上游较近处若装有阀门,不断地开关阀门,对传感器的使用寿命影响极大,非常容易对传感器造成*性损坏。
    ·
传感器昼避免在架空的非常长的管道上安装传感器,这样时间一长后,由于传感器的下垂非常容易造成传感器与法兰间的密封泄漏,若不得已要安装时,必须在传感器的上下游2D处分别设置管道紧固装置。

 

 

 

 

 

对配管的要求

 

 

------------------------------------------------------------------------------------

 

 

    传感器对安装点的上下游直管段有一定要求,否则会影响测量精度。
    
传感器安装点的上下游配管的内径应与传感器内径相同,其应满足下式的要求。

 

 

0.98DN≤D≤1.05DN

 

 

式中:

DN-----传感器通径
D------
配管内径

 

 

    配管应与传感器同心,同轴念头应不大于0.05DN
    
传感器与法兰的密封垫不能凸入管道内,其内径可比传感器内径略大。

 

 

 

 

 

对旁通管的要求

 

 

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    为方便检修传感器,zui好为传感器安装旁通管。另外,在需清洗的管道上或所安装传感器的管道内的流体不能为检修传感器而停供的情况下,必须安装在旁通管,并且保证前后直管段

 

 

 

 

 

 

 

 

对管道振动的要求

 

 

------------------------------------------------------------------------------------

 

 

    传感器尽量避免安装在振动较强的管道上,若不得已要安装时,必须采用减振措施,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。
    
特别注意:在空压机出口处振动较强,不能安装传感器,应安装在储气罐之后。

 

 

对外部环境的要求

 

 

1.传感器避免安装在温度变化很大的场所和受到设备的热辐射,若必须安装时,须有隔热通风的措施。
2
.传感器避免安装在含有腐蚀性气体的环境中,若必须安装时,须有通风措施。
3
.传感器zui好安装在室内,必须安装在室外时,须有防潮和防晒的措施,注意水是否会顺着电缆线流入放大
  器盒内。
4
.安装传感器的周围须有充裕的空间,应有照明灯和电源插座,以便安装接线和定维护。
5
.传感器的接线位置要远离电噪声,如大功率变压器、电机机和电源等。
6
.传感器安装点附近不能有无线电收发机存在,否则高频噪声会干扰传感器的正常使用。

 

 

 

 

 

传感器在水平管道上的安装
在水平管道上安装是流量传感器zui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。

×

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,这样就不会将液体重量额外附加在探头上。

 

 

 

 

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zui好采用侧装,这样流体的温度对放大器的影响较小。

 

 

 

 

 

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。

 

 

 

 

 

 

 

 

  本仪表采用法兰夹装式又叫对夹式,夹持式,拧紧长螺栓用两片法兰夹住传感器,法兰凹部套传感器,法兰凸部套用户管,安装步骤如下:
1.
先计算好安装尺寸;
2.
将与要安装的管道放在锯床上锯开,并修好锯口;
3.
将法兰套在管道上,固定好后先点焊,再整圈焊好,检查是否完好;
4.
重复上一步,将另一边法兰焊好;
5.
将焊好法兰的管道移到安装现场,把管道与传感器安装成一体,再安装在管线上;
6.
检查各环节是否完好,慢慢打开阀门,观察是否有泄露。

特别注意:
流体流向必须与传感器表体上的流向箭头保持一致;
安装传感器时,在电焊法兰或管道过程中,传感器须不在管道上,以免损坏传感器的电子放大电路;
传感器两边的法兰必须保持平行,否则容易泄露。

 
 

 

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