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流量儀表

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氣體流量計

氣體流量計

詳細介紹

WD-LU系列氣體流量計主要用于工業管道中蒸汽介質流體的流量測量,蒸汽渦街流量計特點是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數的影響。無可動機械零件,因此可靠性高,維護量小。儀表參數能長期穩定。氣體流量計采用壓電應力式傳感器,可靠性高,可在-20℃~+250℃的工作溫度范圍內工作。有模擬標準信號,也有數字脈沖信號輸出,容易與計算機等數字系統配套使用,是一種比較先進、理想的流量儀表。
一、WD-LU系列氣體流量計工作原理
    在蒸汽流體中設置三角柱型旋渦發生體,則從旋渦發生體兩側交替地產生有規則的旋渦,這種旋渦稱為卡門旋渦,如右圖所示,旋渦列在旋渦發生體下游非對稱地排列。
設旋渦的發生頻率為f,被測介質平均流速為 ,旋渦發生體迎流面寬度為d,表體通徑為D,即可得到以下關系式:
f=SrU1/d=SrU/md                    ?。?)
式中  U1--旋渦發生體兩側平均流速,m/s;
                Sr--斯特勞哈爾數;
                m--旋渦發生體兩側弓形面積與管道橫截面面積之比

管道內體積流量qv為
qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr                 (2)
K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1                      (3)
式中 K--流量計的儀表系數,脈沖數/m3(P/m3)。
K除與旋渦發生體、管道的幾何尺寸有關外,還與斯特勞哈爾數有關。斯特勞哈爾數為無量綱參數,它與旋渦發生體形狀及雷諾數有關,圖2所示為圓柱狀旋渦發生體的斯特勞哈爾數與管道雷諾數的關系圖。由圖可見,在ReD=2×104~7×106范圍內,Sr可視為常數,這是儀表正常工作范圍。當測量氣體流量時,VSF的流量計算式為(4)
圖2 斯特勞哈爾數與雷諾數關系曲線

式中 qVn,qV--分別為標準狀態下(0oC或20oC,101.325kPa)和工況下的體積流量,m3/h;
Pn,P--分別為標準狀態下和工況下的當然壓力,Pa;
Tn,T--分別為標準狀態下和工況下的熱力學溫度,K;
Zn,Z--分別為標準狀態下和工況下氣體壓縮系數。
由上式可見,VSF輸出的脈沖頻率信號不受流體物性和組分變化的影響,即儀表系數在一定雷諾數范圍內僅與旋渦發生體及管道的形狀尺寸等有關。但是作為流量計在物料平衡及能源計量中需檢測質量流量,這時流量計的輸出信號應同時監測體積流量和流體密度,流體物性和組分對流量計量還是有直接影響的。
  氣體流量計是依據卡門旋渦原理進行封閉管道流體流量測量的新型流量計。因其具有良好的介質適應能力,無需溫度壓力補償即可直接測量蒸汽、空氣、氣體、水、液體的工況體積流量,配備溫度、壓力傳感器可測量標況體積流量和質量流量,是節流式流量計的理想替代產品。
為提高氣體流量計的耐高溫及抗振動性能,我公司新近開發出了DHLUG改進型渦街流量傳感器,因其獨特的結構和選材使該傳感器可在高溫(350℃)、強振動(≤1g)的惡劣工況下使用。
在實際應用中,往往超大流量遠低于儀表的上限值,隨著負荷的變化,超小流量又往往會低于儀表的下限值,儀表并非工作在它的超佳工作段,為了解決這一問題,通常采用在測量處縮徑提高測量處的流速,并選用較小口徑的儀表以利于儀表的測量,但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長度為15D以上的直管段進行整流,使加工、安裝都不方便。我公司研制的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,其結構尺寸小,僅為工藝管內徑的1/3,與渦街流量計作成一體,不僅不需要另外附加一段直管段,還可以降低對工藝管直管段的要求,安裝非常方便。
    為了使用方便,電池供電的就地顯示型氣體渦街流量計采用微功耗高新技術,采用鋰電池供電可不間斷運行一年以上,節省了電纜和顯示儀表的采購安裝費用,可就地顯示瞬時流量、累積流量等。溫度補償一體型渦街流量計還帶有溫度傳感器,可以直接測量出飽和蒸汽的溫度并計算出壓力,從而顯示飽和蒸汽的質量流量。溫壓補償一體型帶有溫度、壓力傳感器,用于氣體流量測量可直接測量出氣體介質的溫度和壓力,從而顯示氣體的標況體積流量。
◆測量介質: 氣體、液體、蒸氣
◆口徑規格 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
◆流量測量范圍 正常測量流速范圍 雷諾數1.5×104~4×106;氣體5~50m/s; 液體0.5~7m/s
正常測量流量范圍 液體、氣體流量測量范圍見表2; 蒸氣流量范圍見表3
◆測量精度 1.0級 1.5級
◆被測介質溫度:常溫–25℃~100℃
◆高溫–25℃~150℃ -25℃~250℃
◆輸出信號 脈沖電壓輸出信號 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
◆脈沖電流遠傳信號 4~20 mA,傳輸距離為1000m
◆儀表使用環境 溫度:-25℃~+55℃ 濕度:5~90% RH50℃
◆材質 不銹鋼, 鋁合金
◆電源 DC24V或鋰電池3.6V
◆防爆等級 本安型iaIIbT3-T6
◆防護等級 IP65

如何正確選擇氣體流量計:
首先要對流量計的優點和缺點有充分認識,其次要對介質的物理性質和化學性質有充分認識,再次對安裝現場的工藝條件和環境有充分認識,,超后還要知道用戶對流量計測量精度要求,考慮介質流量是不是滿足流量計的流量范圍要求,安裝現場是不是滿足流量計的現場安裝要求。還要考慮有那些情況和因素會影響流量計的計量。
1.要重視產品選型
2.要有好的產品
3.要正確安裝
4.要注意日常維護
5.要定期送檢。
 
WD-LU系列氣體流量計的安裝條件:
1.傳感器應安裝在水平、垂直、傾斜(液體流向自下而上)的與其通徑相同的管道上。傳感器的上游 和下2游應配置一定長度的直管段,其長度應符合前直管段15~20D,后直管段5~1OD的要求。
2.安裝液體傳感器的附近管道內應充滿被測液體。
3.傳感器應避免安裝在有強烈機械振動的管道上。
4.直管段的內徑盡可能與傳感器通徑一致,若不能一致,應采用比傳感器通徑略大的管道,誤差 要≤3%,并不超過5mm。
5.被測介質含有較多雜質時,應在傳感器上游直管段要求的長度以外加裝過濾器。傳感器應避免安裝在有較強電磁場干擾、空間小和維修不方便的場合。

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