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金湖凱銘儀表有限公司
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旋渦流量計

旋渦流量計

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旋渦流量計產品特點│◕•☁、用途和適用範圍
旋渦流量計可集流量│◕•☁、溫度│◕•☁、壓力檢測功能於一體✘₪,並能進行溫度│◕•☁、壓力│◕•☁、壓縮因子自動補償✘₪,並且具有較強的抗震動和抗干擾能力✘₪,高精度和高重複性,是石油│◕•☁、化工│◕•☁、電力│◕•☁、冶金等行業用於氣體計量的理想儀表₪✘。

旋渦流量計產品圖


1 產品主要特點
1.無機械可動部件✘₪,不易腐蝕✘₪,穩定可靠✘₪,壽命長✘₪,長期執行無須特殊維護;
2.採用 16 位計算機晶片✘₪,整合度高✘₪,體積小✘₪,效能好✘₪,整機功能強;
3.智慧型流量計集流量探頭│◕•☁、微處理器│◕•☁、壓力│◕•☁、溫度感測器於一體, 採取內建式組合,使結構更加緊湊✘₪,可直接測量流體的流量│◕•☁、壓力和溫度✘₪,並自動實時跟蹤補償和壓縮因子修正;
4.採用雙探頭檢測技術及新型感測器處理技術│◕•☁、合理的安裝方式✘₪,大大地提高訊號強度✘₪,使感測器能準確地檢測出訊號✘₪,並抑制由管線振動引起的干擾;
5.採用國內領先的智慧抗震技術✘₪,有效的抑制了震動和壓力波動造成的干擾訊號;
6.採用漢字點陣顯示屏✘₪,顯示位數多✘₪,讀數直觀方便✘₪,可直接顯示工作狀態下的體積流量│◕•☁、標準狀態下的體積流量│◕•☁、總量✘₪,以及介質壓力│◕•☁、溫度等引數;
7.轉換器可輸出頻率脈衝│◕•☁、4~20mA 模擬訊號✘₪,並具有 RS485 介面✘₪,可直接與計算機聯網✘₪,傳輸距離可達 1.2km;
8.多物理量引數報警輸出✘₪,可由使用者任選其中之一;
9.壓力│◕•☁、溫度訊號為感測器輸入方式✘₪,互換性強;
10.整機功耗低✘₪,可用內建電池供電✘₪,也可外接電源₪✘。

旋渦流量計產品細節圖


2 主要用途
智慧旋進旋渦流量計可廣泛應用於石油│◕•☁、化工│◕•☁、電力│◕•☁、冶金│◕•☁、城市供氣等行業測量各種氣體流量✘₪,是目前油田和城市天然氣輸配計量和貿易計量的首選產品₪✘。

旋渦流量計現場安裝使用圖


旋渦流量計結構與工作原理
1 流量計結構
旋進旋渦流量計結構緊湊✘₪,主要由殼體│◕•☁、旋渦發生體│◕•☁、感測器(溫度│◕•☁、壓力│◕•☁、流量)│◕•☁、整流器和積算儀構成₪✘。
旋渦流量計結構圖
1.旋渦發生體╃│:用鋁合金製成✘₪,具有一定角度的螺旋葉片✘₪,它固定在殼體收縮段前部✘₪,強迫流體產生強烈的旋渦流₪✘。
⒉殼體╃│:本身帶有法蘭✘₪,並有一定形狀的流體通道✘₪,根據不同的工作壓力✘₪,殼體材料可採用鑄鋁合金或不鏽鋼₪✘。
⒊智慧流量計積算儀╃│:由溫度│◕•☁、壓力檢測模擬通道│◕•☁、流量檢測數字通道以及微處理單元│◕•☁、液晶驅動電路和其它輔助電路組成✘₪,並配有外輸訊號介面₪✘。
4.溫度感測器╃│:以 Pt100/pt1000 鉑電阻為溫度敏感元件✘₪,在一定溫度範圍內✘₪,其電阻值與溫度成對應關係₪✘。
5.壓力感測器╃│:以壓阻式擴散矽橋路為敏感元件✘₪,其橋臂電阻在外界壓力作用下會發生預期變化✘₪,因此在一定激勵電流作用下✘₪,其兩個輸出端的電位差與外界壓力成正比₪✘。
6.流量感測器╃│:安裝在靠近殼體擴張段的喉部✘₪,可檢測出旋渦進動的頻率訊號₪✘。
7.整流器╃│:固定在殼體出口段✘₪,其作用是消除旋渦流✘₪,以減小對下游儀表效能的影響₪✘。


2 工作原理
流量感測器的流通剖面類似文丘利管的型式(如圖 2)₪✘。在入口側安放一組螺旋型導流葉片✘₪,當流體進入流量感測器時✘₪,導流葉片迫使流體產生劇烈的旋渦流₪✘。當流體進入擴散段時✘₪,旋渦流受到迴流的作用✘₪,開始作二次旋轉✘₪,形成陀螺式的渦流進動現象₪✘。該進動頻率與流量大小成正比✘₪,不受流體物理性質和密度的影響✘₪,檢測元件測得流體二次旋轉進動頻率就能在較寬的流量範圍內獲得良好的線性度₪✘。訊號經前置放大器放大│◕•☁、濾波│◕•☁、整形轉換為與流速成正比的脈衝訊號✘₪,然後再與溫度│◕•☁、壓力等檢測訊號一起被送往微處理器進行積算處理✘₪,最後在液晶顯示屏上顯示出測量結果(瞬時流量│◕•☁、累積流量及溫度│◕•☁、壓力資料)₪✘。積算儀原理框圖如圖 3 所示₪✘。
旋渦流量計工作原理圖
3 流量積算儀工作原理
流量積算儀由溫度和壓力檢測模擬通道│◕•☁、流量感測器通道以及微處理器單元組成✘₪,並配有外輸出訊號介面✘₪,輸出各種訊號₪✘。流量計中的微處理器按照氣態方程進行溫壓補償✘₪,並動進行壓縮因子修正✘₪,氣態方程如下╃│:
旋渦流量計原理計算公式
QN--標況下的體積流量(Nm3/h);
QV--工況下的體積流量(m3/h);
Pa--當地大氣壓力(KPa);
P --流量計取壓孔測量的表壓(KPa);
PN--標準狀態下的大氣壓力(101.325 KPa);
TN--標準狀態下的絕對溫度(293.15K);
T --被測流體的絕對溫度(K);
ZN--氣體在標況下的壓縮係數;
Z --氣體在工況下的壓縮係數;
注╃│:當用鐘罩或負壓標定時取 ZN/Z=1✘₪,對天然氣(ZN/Z)1/2=FZ為超壓縮因子₪✘。按中國石油天然氣總公司的標準 SY/T6143-1996 中的公式計算₪✘。
旋渦流量計與積算儀原理圖


旋渦流量計技術性能及選型指南
1 執行標準
JJG198-1994《速度式流量計》計量檢定規程
2 精準度等級
在規定的流量範圍內和工作條件下流量計的精確度等級為 1.0 級和 1.5 級₪✘。
3 流量計引數
旋渦流量計引數對照表
注╃│:準確度╃│:為溫度│◕•☁、壓力修正後的系統精度
4 標準狀態條件
P=101.325KPa✘₪,T=293.15K
5 使用環境條件
環境溫度╃│:-30℃~+65℃
相對溼度╃│:5%~95%
介質溫度╃│:-20℃~+80℃
大氣壓力╃│:86KPa~106KPa
6 工作電源及訊號輸出
6.1 工作電源
A.外電源╃│:+24VDC±15%✘₪,紋波<5%✘₪,適用於 4~20mA 輸出│◕•☁、脈衝輸出│◕•☁、報警輸出│◕•☁、RS-485 等;
B.內電源╃│:1 組 3.6V 鋰電池(ER26500)✘₪,當電壓低於 3.0V 時✘₪,出現欠壓指示₪✘。
6.2 整機功耗
A.外電源╃│:<2W;
B.內電源╃│:平均功耗 1mW✘₪,可連續使用兩年以上₪✘。
6.3 脈衝輸出方式
工況脈衝訊號✘₪,直接將流量感測器檢測的工況脈衝訊號經光耦隔離放大輸出✘₪,高電平≥20V✘₪,低電平≤1V;
定標脈衝訊號✘₪,與 IC 卡閥門控制器配套✘₪,高電平幅度≥2.8V✘₪,低電平幅度≤0.2V✘₪,單位脈衝代表體積量可設定範圍╃│:0.001m3~100m3₪✘。單選擇該值時必須注意╃│:定標脈衝訊號頻率應≤1000Hz₪✘。
定標脈衝訊號✘₪,經光耦隔離放大輸出✘₪,高電平≥20V✘₪,低電平≤1V₪✘。
6.4 RS-485 通訊(光電隔離)✘₪,可實現以下功能╃│:
A.採用 RS-485 介面✘₪,可直接與上位機或二次表聯網✘₪,遠傳顯示介質的溫度│◕•☁、壓力和經溫度│◕•☁、壓力補償後的標準體積流量和標準體積總量;
B.由 RS-485 介面與 HW-Ⅰ資料採集器配套✘₪,可組成電話網路通訊系統✘₪,一臺資料採集器可帶 15 臺流量計;
C.由 RS-485 介面與 HW-Ⅱ資料採集器配套✘₪,可組成寬頻網路通訊系統✘₪,由 INTERNET 傳輸資料✘₪,一臺資料採集器可帶 8 臺流量計₪✘。
6.5 4~20mA 標準電流訊號(光電隔離)
與標準體積流量成正比✘₪,4mA 對應 0 m3/h✘₪, 20 mA 對應最大標準體積流量(該值可在一級選單中進行設定)✘₪,制式╃│:兩線制或三線制✘₪,流量計可根據所插電流模組自動識別✘₪,並正確輸出₪✘。
6.6 控制訊號輸出
A.下限報警訊號(LP)╃│:光電隔離✘₪,高低電平報警✘₪,報警電平可設定✘₪,工作電壓+12V~+24V✘₪,最大負載電流 50mA; 
B.上限報警訊號(UP)╃│:光電隔離✘₪,高低電平報警✘₪,報警電平可設定✘₪,工作電壓+12V~+24V✘₪,最大負載電流 50mA; 
C.關閥報警輸出(BC 端✘₪,IC 卡控制器用)╃│:邏輯閘電路輸出✘₪,正常輸出低電平✘₪,幅度≤0.2V;報警輸出高電平✘₪,幅度≥2.8V,負載電阻≥100kΩ; 
D.電池欠壓報警輸出(BL 端✘₪,IC 卡控制器用)╃│:邏輯閘電路輸出✘₪,正常輸出低電平✘₪,幅 度≤0.2V;報警輸出高電平✘₪,幅度≥2.8V,負載電阻≥100kΩ;
7 現場顯示功能
A.積算儀顯示面板上實時顯示工況(或標況)下的溫度│◕•☁、壓力│◕•☁、瞬時流量│◕•☁、累計流量;
B.報警功能╃│:流量上下限│◕•☁、溫度上下限│◕•☁、壓力上下限報警✘₪,報警方式╃│:字元閃爍₪✘。
8 防爆型式與等級
隔爆型╃│:其防爆標誌為 ExdIIBT4│◕•☁、ExdIICT4-T6(不含乙炔);
本安型╃│:其防爆標誌為 ExiaIICT4
9 防護等級
IP65
10 壓力損失
流量計實際壓力損失計算公式如下╃│:
旋渦流量計實際壓力損失計算公式
式中╃│:
△P1--流量計實際壓力損失(KPa);
ρ--被測介質密度(kg/m3);
△P--介質為幹空氣時流量計的壓力損失(KPa)₪✘。其特性曲線見圖 4
旋渦流量計壓力損失曲線圖
11 電器介面
內螺紋 M20*1.5
12 選型指南
12.1 選型條件
使用者訂貨時應根據管道公稱壓力│◕•☁、最高工作壓力│◕•☁、工作溫度│◕•☁、流量範圍│◕•☁、環境條件等選擇合適的流量計型號和規格₪✘。
12.2 合理選型
A│◕•☁、使用者提供的被測流量為工況流量時✘₪,可直接依據表 2 選取相應通徑的流量計;
B│◕•☁、使用者提供的被測流量為標況流量時✘₪,應將標況流量換算為工況流量✘₪,選取相應通徑的流量計₪✘。
換算公式╃│:
旋渦流量計標況換算工況流量計算公式


旋渦流量計儀表外形尺寸及安裝
1 流量計外形尺寸
流量計的外形尺寸見圖 5✘₪,圖中未注尺寸列於表 2 中✘₪,流量計採用法蘭連線方式₪✘。法蘭尺寸執行 GB/T9112~9113-2000 標準₪✘。
旋渦流量計外形圖
旋渦流量計安裝尺寸對照表
注╃│:以上資料僅供參考✘₪,具體以實物為準✘₪,如有技術升級✘₪,暫不另行通知
2 流量計安裝
2.1 流量計的安裝
1.流量計安裝時✘₪,嚴禁在其進出口法蘭處直接進行電焊✘₪,以免燒壞流量計內部零件₪✘。
2.對於新安裝或檢修後的管道務必進行清掃✘₪,去除管道中的雜物後方能安裝流量計₪✘。
3.流量計應安裝在便於維修│◕•☁、無強電磁場干擾│◕•☁、無強烈機械振動以及熱輻射影響的場所;
4.流量計不宜用在流量頻繁中斷和有強烈脈動流或壓力脈動的場合;
5.流量計室外安裝時✘₪,上部應有遮蓋物✘₪,以防雨水浸入和烈日曝曬影響流量計使用壽命;
6.流量計可任意角度安裝✘₪,流體的流向應與流量計上標識的流向一致;
7.在管道施工中✘₪,應考慮安裝伸縮管或波紋管✘₪,以免對流量計造成嚴重的拉伸或斷裂;
8.流量計應與管道同軸安裝✘₪,並防止密封片和黃油進入管道內腔;
9.採用外電源時✘₪,流量計必須有可靠接地✘₪,不得與強電系統共用地線✘₪,在管道安裝或檢修時✘₪,不得把電焊系統的地線與流量計搭接₪✘。
10.為了不影響流體正常輸送和便於維護✘₪,要求按圖 6 所示安裝旁通管道✘₪,並保證前≥3DN│◕•☁、 後≥1DN 的直管段;
旋渦流量計旁通管道安裝圖
2.2 直管段要求
根據旋進旋渦流量計的工作原理和流量計對上│◕•☁、下游直管段要求✘₪,對各種上游阻力件✘₪,建議採用如圖 7 所列的前後直管段長度✘₪,且保持直管段內壁光滑平直₪✘。
旋渦流量計安裝直管段要求示意圖
2.3 安裝注意事項
1.感測器按流向標誌可在垂直│◕•☁、水平或任意傾斜位置上安裝;
2.當管線較長或距離振動源較近時✘₪,應在流量計的上│◕•☁、下游安裝支撐✘₪,以消除管線振動的影響;
3.感測器的安裝地點應有足夠的空間✘₪,以便於流量計的檢查和維修✘₪,並應滿足流量計的環境要求;
4.應避免外界強磁場的干擾;
5.在室外安裝使用時✘₪,應有遮蓋物✘₪,避免烈日曝曬與雨水浸蝕✘₪,影響儀表使用壽命;
6.管線試壓時✘₪,應注意智慧型流量計所配置壓力感測器的壓力測量範圍,以免過壓損壞壓力感測器;
7.應注意安裝應力的影響✘₪,安裝流量計上游和下游管道應同軸✘₪,否則會產生剪下應力₪✘。安裝流量計的位置應考慮密封墊片的厚度✘₪,或在下游安裝一個彈性伸縮節;
8.安裝流量計之前應先清除管道中的焊渣等雜物;
9.投入執行時✘₪,應緩慢開啟流量計上│◕•☁、下游閥門✘₪,以免瞬間氣流過急而沖壞起旋器;
10.當流量計需要有訊號遠傳時✘₪,應嚴格按“工作電源”要求接入外電源(8~24)VDC✘₪,嚴禁在訊號輸出口直接接入 220VAC 或 380VAC 電源;
11.使用者不得自行更改防爆系統的接線方式和任意擰動各個輸出引線接頭;
12.流量計執行時✘₪,不允許隨意開啟後蓋改動儀表引數✘₪,否則影響流量計的正常工作;
13.定時檢查流量計法蘭處的洩漏情況₪✘。
2.4 內建電池的使用及更換
1.電池電量顯示
當電池顯示僅剩一格時✘₪,要求使用者在一個月內更換電池;只顯示電池外形符號時✘₪,則電池電量已耗盡✘₪,必須立即更換電池₪✘。
2.電池的更換方法
開啟智慧流量積算儀的後蓋✘₪,鬆開電池蓋板上的三顆螺釘✘₪,拔下電池插座✘₪,取出電池✘₪,換好新電池後重新安裝₪✘。
2.5 防爆場所安裝要求
1.流量計應有可靠的接地✘₪,防爆接地不應與強電系統的保護接地共用;
2.現場測試電源時✘₪,不允許使用交流電源接地;
3.在任何情況下✘₪,使用者不得自行更改防爆電路│◕•☁、元器件和防爆型式;
4.必須先切斷外接電源再開啟轉換器蓋子₪✘。
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