智能渦街流量計(jì)原理 在流體中設(shè)置三角柱型旋渦發(fā)生體,則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦,這種旋渦稱(chēng)為卡門(mén)旋渦,如右圖所示,旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對(duì)稱(chēng)地排列。 設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f,被測(cè)介質(zhì)平均流速為 ,旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d,表體通徑為D,即可得到以下關(guān)系式: f=SrU1/d=SrU/md (1) 式中 U1--旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速,m/s; Sr--斯特勞哈爾數(shù); m--旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比 管道內(nèi)體積流量qv為 qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr (2) K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 (3) 式中 K--流量計(jì)的儀表系數(shù),脈沖數(shù)/m3(P/m3)。 K除與旋渦發(fā)生體、管道的幾何尺寸有關(guān)外,還與斯特勞哈爾數(shù)有關(guān)。斯特勞哈爾數(shù)為無(wú)量綱參數(shù),它與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數(shù)有關(guān),圖2所示為圓柱狀旋渦發(fā)生體的斯特勞哈爾數(shù)與管道雷諾數(shù)的關(guān)系圖。由圖可見(jiàn),在ReD=2×104~7×106范圍內(nèi),Sr可視為常數(shù),這是儀表正常工作范圍。當(dāng)測(cè)量氣體流量時(shí),VSF的流量計(jì)算式為 (4) 圖2 斯特勞哈爾數(shù)與雷諾數(shù)關(guān)系曲線(xiàn)
式中 qVn,qV--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(0oC或20oC,101.325kPa)和工況下的體積流量,m3/h; Pn,P--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的壓力,Pa; Tn,T--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的熱力學(xué)溫度,K; Zn,Z--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下氣體壓縮系數(shù)。 由上式可見(jiàn),VSF輸出的脈沖頻率信號(hào)不受流體物性和組分變化的影響,即儀表系數(shù)在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān)。但是作為流量計(jì)在物料平衡及能源計(jì)量中需檢測(cè)質(zhì)量流量,這時(shí)流量計(jì)的輸出信號(hào)應(yīng)同時(shí)監(jiān)測(cè)體積流量和流體密度,流體物性和組分對(duì)流量計(jì)量還是有直接影響的。 渦街流量計(jì)便是依據(jù)卡門(mén)旋渦原理進(jìn)行封閉管道流體流量測(cè)量的流量計(jì)。因其具有良好的介質(zhì)適應(yīng)能力,無(wú)需溫度壓力補(bǔ)償即可直接測(cè)量蒸汽、空氣、氣體、水、液體的工況體積流量,配備溫度、壓力傳感器可測(cè)量標(biāo)況體積流量和質(zhì)量流量, 為提高渦街流量計(jì)的耐高溫及抗振動(dòng)性能,可用渦街流量傳感器,因其*的結(jié)構(gòu)和選材使該傳感器可在高溫(350℃)、強(qiáng)振動(dòng)(≤1g)的惡劣工況下使用。 在實(shí)際應(yīng)用中,往往zui大流量遠(yuǎn)低于儀表的上限值,隨著負(fù)荷的變化,zui小流量又往往會(huì)低于儀表的下限值,儀表并非工作在它的工作段,為了解決這一問(wèn)題,通常采用在測(cè)量處縮徑提高測(cè)量處的流速,并選用較小口徑的儀表以利于儀表的測(cè)量,但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長(zhǎng)度為15D以上的直管段進(jìn)行整流,使加工、安裝都不方便。使用縱斷面形狀為圓弧的LGZ變徑整流器,具有整流、提高流速及改變流速分布多重作用,其結(jié)構(gòu)尺寸小,僅為工藝管內(nèi)徑的1/3,與渦街流量計(jì)作成一體,不僅不需要另外附加一段直管段,還可以降低對(duì)工藝管直管段的要求,安裝非常方便。 ◆測(cè)量介質(zhì):氣體、液體、蒸氣 ◆口徑規(guī)格法蘭卡裝式口徑選擇25,32,50,80,100 ◆法蘭連接式口徑選擇100,150,200 ◆流量測(cè)量范圍正常測(cè)量流速范圍?雷諾數(shù)1.5×104~4×106;氣體5~50m/s;液體0.5~7m/s 正常測(cè)量流量范圍液體、氣體流量測(cè)量范圍見(jiàn)表2;蒸氣流量范圍見(jiàn)表3 ◆被測(cè)介質(zhì)溫度:常溫–25℃~100℃ ◆測(cè)量精度1.0級(jí)? 1.5級(jí) ◆高溫–25℃~150℃ -25℃~250℃ ◆輸出信號(hào)脈沖電壓輸出信號(hào)高電平8~10V 低電平0.7~1.3V ◆脈沖占空比約50%,傳輸距離為100m ◆儀表使用環(huán)境溫度:-25℃~+55℃ 濕度:5~90% RH50℃ ◆脈沖電流遠(yuǎn)傳信號(hào)4~20 mA,傳輸距離為1000m ◆材質(zhì)不銹鋼, 鋁合金 ◆電源DC24V或鋰電池3.6V ◆防爆等級(jí)本安型iaIIbT3-T6 防護(hù)等級(jí)IP65 智能渦街流量計(jì)產(chǎn)品選型 代號(hào) | 通徑 | 流量范圍㎡/h | XX -WJ-25 | DN25 | 1~10(液體) | 25~60(氣體) | 蒸汽流量請(qǐng)查看說(shuō)明書(shū),DN300以上推薦使用插入式渦街流量計(jì) | XX-WJ-32 | DN32 | 1.5~18(液體) | 15~150(氣體) | XX-WJ-40 | DN40 | 2.2~27(液體) | 22.6~150(氣體) | XX-WJ-50 | DN50 | 4~55(液體) | 35~350(氣體) | XX-WJ-80 | DN80 | 9~135(液體) | 90~900(氣體) | XX-WJ-100 | DN100 | 14~200(液體) | 140~1400(氣體) | XX-WJ-150 | DN150 | 32~480(液體) | 300~3000(氣體) | XX-WJ-200 | DN200 | 56~800(液體) | 550~5500(氣體) | | 代號(hào) | 功能1 | 1 | 無(wú)溫壓補(bǔ)償 | 2 | 有溫壓補(bǔ)償 | | 代號(hào) | 輸出型號(hào) | A | 4-20mA輸出(二線(xiàn)制) | B | 4-20mA輸出(三線(xiàn)制) | C | RS485通訊接口 | | 代號(hào) | 被測(cè)介質(zhì) | J1 | 液體 | J2 | 氣體 | J3 | 蒸汽 | | 代號(hào) | 連接方式 | A | 法蘭卡裝式 | B | 法蘭連接式 | | 代號(hào) | 功能2 | 1 | 1.0級(jí) | 2 | 1.5級(jí) | T1 | 常溫 | T2 | 高溫 | T3 | 蒸汽 | 1 | 1.6MPa | 2 | 2.5MPa | 3 | 4.0MPa | D1 | 內(nèi)部3.6V供電 | D2 | DC24V供電 | G | 不銹鋼 | L | 碳鋼 |
渦街流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn) XX-WJ-智能渦街流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是抗振性能特別好,無(wú)零點(diǎn)漂移,可靠性高。 1.通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間對(duì)渦街流量計(jì)進(jìn)行的大量波形分析和頻譜分析,探頭形狀、壁厚,高度、探頭桿直徑及與之相配套的壓電晶體,采用數(shù)控車(chē)床進(jìn)行加工,確保加工的同軸度和光潔度等技術(shù)參數(shù),配合工藝處理,從而克服渦街流量計(jì)存在的固有自振蕩頻率對(duì)信號(hào)的影響這個(gè)通病。 2.智能渦街流量計(jì)的傳感器的通用性很強(qiáng),從而使傳感器具有良好的互換性采用數(shù)控設(shè)備加工傳感器的表體和旋渦發(fā)生體等,確保加工精度,從而使零部件(特別是旋渦發(fā)生體)的通用性強(qiáng),從而真正做到不會(huì)因零部件的更換而影響傳感器的重復(fù)性和精度;能產(chǎn)生穩(wěn)定的渦街信號(hào)。 4.測(cè)量范圍寬,量程比可達(dá)1:10 5.渦街流量計(jì)測(cè)量體積流量時(shí)不需補(bǔ)償,渦街輸出的信號(hào)實(shí)際上是與流速成線(xiàn)性關(guān)系的,也就是與體積流量成正比。壓力和溫度補(bǔ)償?shù)哪康氖菫榱说玫搅黧w的密度,乘以體積流量就得到質(zhì)量流量,若測(cè)量氣體的體積流量就不需要補(bǔ)償了。 6.壓力損失小。 用口徑DN50的渦街流量計(jì)測(cè)量可燃?xì)怏w的流量,若管道內(nèi)的zui大流量Qmax =200m3/h時(shí),傳感器的壓力損失是:△P =1.08×10-6 ρv2(kPa)= 0.605 KPa 7.在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi),流量特性不受流體壓力、溫度、黏度、密度、成分的影響,僅是與旋渦發(fā)生體的形狀和尺寸有關(guān)。 8.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固,無(wú)可動(dòng)部件,可靠性高,使用維護(hù)方便。 9.檢測(cè)元件不與介質(zhì)接觸,性能穩(wěn)定,使用壽命長(zhǎng) 傳感器采用檢測(cè)探頭與旋渦發(fā)生體分開(kāi)安裝,而且耐高溫的壓電晶體密封在檢測(cè)探頭內(nèi),不與被測(cè)介質(zhì)接觸,所以FFM63系列渦街流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通用性好和穩(wěn)定性高的特點(diǎn)。 10.輸出與流量成正比的脈沖信號(hào)或模擬信號(hào),無(wú)零點(diǎn)漂移,精度高,方便與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng) 11.應(yīng)用范圍廣,蒸汽、氣體、液體流量均可測(cè)量。 渦街流量計(jì)的技術(shù)參數(shù) ●測(cè)量流體:飽和蒸汽、過(guò)熱蒸汽、氣體、液體(避免多相流) ●測(cè)量準(zhǔn)確度及重復(fù)性: 測(cè)量流體 | 準(zhǔn)確度 | 重復(fù)性 | 氣體(含蒸汽) | 1.0級(jí) | 0.33% | 液體 | 1.5級(jí) | 0.5% |
●測(cè)量范圍 測(cè)量流體 | 流速下限(m/s) | 流速上限(m/s) | 氣體(含蒸汽) | 7 | 70 | 液體 | 0.7 | 7 |
●額定壓力:1.6MPa、2.5MPa、6.3MPa ●流體溫度:-40℃~250℃(普通型),100℃~350℃(普通型) ●結(jié)構(gòu)類(lèi)型:一體型渦街流量計(jì) ●結(jié)構(gòu)材質(zhì) 部件名稱(chēng) | 材質(zhì) | 傳感器表體 | 304不銹鋼、316不銹鋼 | 旋渦發(fā)生體 | 304不銹鋼、316不銹鋼 | 檢測(cè)探頭 | 316L | 連桿 | 304不銹鋼 | 散熱器 | 鋁合金 | 墊片 | 耐高溫石棉墊、丁晴橡膠墊片、石墨墊片 |
●工作電源 *種電源方式 | 3.6V鋰電池供電(就地顯示型) | 第二種電源方式 | 24VDC(或12VDC) | 第二種電源方式 | 24VDC(或12VDC)或3.6V鋰電池供電雙電源供電 |
●輸出信號(hào):脈沖輸出、4~20mA 電流輸出,RS485通訊等三種輸出可供選擇 ●電氣接口:M20*1.5 ●防護(hù)等級(jí):IP65 ●表體處理:傳感器表體采用不銹鋼噴砂,放大器外殼采用噴塑。 ●環(huán)境溫度:-35℃~60℃(無(wú)LCD)、-5℃~60℃(帶LCD) ●相對(duì)濕度:5%~95℃ 一般原則:在易受電噪聲干擾的場(chǎng)所,使用屏蔽電纜。屏蔽層應(yīng)可靠的接在放大器的接地螺絲上或在控制室接工作接地。在高溫或低溫環(huán)境中或者是現(xiàn)場(chǎng)空氣中含有油、溶劑或其他腐蝕性氣體時(shí),要采用適合于這種特殊場(chǎng)合的的屏蔽電纜。 頻率信號(hào)輸出的接線(xiàn) 輸出頻率信號(hào)的流量計(jì)與其它設(shè)備之間采用三線(xiàn)制傳輸,供電電源為24VDC±10%(或12VDC),輸出回路的zui小負(fù)載電阻為10KΩ,zui大電容為0.2UF。 4-20mA信號(hào)輸出的接線(xiàn) 輸出4-20mA信號(hào)的渦街流量計(jì)與其它設(shè)備之間采用二線(xiàn)制傳輸,供電電源為24VDC±10%,輸出回路的zui大負(fù)載電阻為600Ω。(包括電纜線(xiàn)的電阻) 渦街流量計(jì)的結(jié)構(gòu)種類(lèi)及外形尺寸數(shù)據(jù)表 渦街流量計(jì)的結(jié)構(gòu)組成 主要由轉(zhuǎn)換器(內(nèi)有放大板)、支架、旋渦發(fā)生器組件(內(nèi)有三角柱、探頭)和表體組成,如下圖所示: |
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