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渦街流量計(jì)

發(fā)布時(shí)間：2024-06-12     瀏覽次數(shù)：
渦街流量計(jì)

渦街流量計(jì)應(yīng)用 
    ZHLU系列渦街流量計(jì)是基于卡門渦街原理的一種流體振蕩型流量檢測(cè)儀表，其特點(diǎn)是壓損小,量程寬,測(cè)量精度高,在測(cè)量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響；無(wú)可動(dòng)機(jī)械零件，因此可靠性高,維護(hù)量小。渦街流量計(jì)采用壓電應(yīng)力式傳感器,可靠性高,可在-40℃～+320℃的溫度范圍內(nèi)工作。其電荷轉(zhuǎn)換器有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),也有數(shù)字脈沖信號(hào)輸出與流量積算儀、PLC、DCS等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種理想的流量?jī)x表。渦街流量計(jì)廣泛適用于石油化工、冶金、熱力、紡織、造紙等行業(yè)對(duì)工業(yè)管道中的氣體、液體、蒸汽等多種介質(zhì)的流量進(jìn)行計(jì)量和控制。
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)生兩列有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡門旋渦，如下圖所示，旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對(duì)稱地排列。

設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測(cè)介質(zhì)平均流速為V，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=StV1/d=St+V/md　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?。?）
式中　　V1--旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速，m/s；
St--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=πD²V1/4=πD²mdf/4St　　　　　　　　　　　　　　　　(2)
K=f/qv=[πD²md/4St]-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)，St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)，只要檢測(cè)出頻率f就可以求得管道內(nèi)流體的流速，有流速V求出體積流量。所測(cè)得的脈沖數(shù)與體積量之比稱之為儀表常數(shù)K，見(jiàn)公式：
                                                    K=N/Q（l/m³）　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　 (4)


圖2 斯特勞哈爾數(shù)與雷諾數(shù)關(guān)系曲線
式中 K=儀表常數(shù)（l/m³）
         N=脈沖個(gè)數(shù)
         Q=體積流量（m³）
由上式可見(jiàn)，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)卡門旋渦原理進(jìn)行封閉管道流體流量測(cè)量的新型流量計(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，帶溫度補(bǔ)償?shù)臏u街流量計(jì)（有內(nèi)補(bǔ)和外補(bǔ)之分）還帶有溫度傳感器，可以直接測(cè)量出飽和蒸汽的溫度并計(jì)算出壓力，從而顯示飽和蒸汽的質(zhì)量流量。
技術(shù)參數(shù)：

型號(hào):
ZHLU系列
測(cè)量介質(zhì)
氣體、液體、蒸汽
口徑規(guī)格
法蘭卡裝式口徑選擇：DN15 DN20 DN25 DN32 DN40 DN50 DN65 DN80 DN100 DN125 DN150 DN200 DN250 DN300
法蘭連接式口徑選擇：DN15 DN20 DN25 DN32 DN40 DN50 DN65 DN80 DN100 DN125 DN150 DN200 DN250 DN300
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)產(chǎn)品選型表
流量比：1:6~1:30 正常1:10
測(cè)量精度
1.0級(jí)（液體）；1.5級(jí)
被測(cè)介質(zhì)溫度
常溫–40℃～80℃ 高溫0℃～250℃ 最高溫到320℃
輸出信號(hào)
功能
脈沖電壓輸出信號(hào)（三線制） 高電平8～10V 低電平0.7～1.3V 傳輸距離＜100m
電流信號(hào)輸出：4~20mA(二線制)輸出 傳輸距離＜1000m
帶RS485/232通訊；選帶HART協(xié)議
儀表使用環(huán)境
溫度：-25℃～+55℃ 濕度：5～90% RH50℃
傳感器材質(zhì)
不銹鋼
電源
DC24V或鋰電池3.6V或者DC24V與鋰電池雙供電
隔爆等級(jí)
ExdiiBT4~BT6；ExdiiCT4~CT6
防護(hù)等級(jí)
IP65
渦街流量計(jì)產(chǎn)品選型：
型號(hào)
口徑
流量范圍m³/h
液體
氣體
飽和蒸汽
ZHLU-15
DN15
0.4~4
5.0~12
5.0~12
ZHLU-20
DN20
0.8~8
6~30
6~30
ZHLU-25
DN25
1.2~10
10~50
10~50
ZHLU-32
DN32
2.0~20
12~120
12~120
ZHLU-40
DN40
3.0~30
20~200
20~200
ZHLU-50
DN50
5~50
30~300
30~300
ZHLU-65
DN65
8~80
50~500
50~500
ZHLU-80
DN80
12~120
80~800
80~800
ZHLU-100
DN100
20~200
120~1200
120~1200
ZHLU-125
DN125
30~300
200~2000
200~2000
ZHLU-150
DN150
40~400
300~3000
300~3000
ZHLU-200
DN200
75~750
500~5000
500~5000
ZHLU-250
DN250
110~1100
800~8000
800~8000
ZHLU-300
DN300
160~1600
1100~11000
1100~11000
 
代號(hào)
功能1
N
無(wú)溫壓補(bǔ)償
Y
有溫壓補(bǔ)償
 
代號(hào)
輸出信號(hào)
   F0                                                    脈沖輸出
F1
4-20mA輸出（二線制）
F2
4-20mA輸出（三線制）
F3
RS485通訊接口
    H                                              選配HART協(xié)議功能
 
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
L1
法蘭卡裝式
L2
法蘭連接式
  LW                        螺紋連接式（適合口徑DN50內(nèi)）
  WS  卡盤連接式（適合口徑DN65內(nèi)，壓力＜0.6MPa）
 
代號(hào)
功能2
E1
1.0級(jí)（適用于液體）
E2
1.5級(jí)
E3
2.5級(jí)（DN15；DN20）
 
T1
常溫
T2
高溫
T3
蒸汽
 
P1
1.6MPa
P2
2.5MPa
P3
4.0MPa
 
D1
內(nèi)部3.6V供電（不帶輸出）
D2
DC24V供電
 
B1
不銹鋼（法蘭材質(zhì)）
B2
碳鋼（法蘭材質(zhì)）
選型說(shuō)明：1、單獨(dú)內(nèi)置電池供電不帶輸出信號(hào)
                  2、輸出信號(hào)F0/F1可多選F3或者H
                  3、供電方式可選D1與D2雙供電
渦街流量計(jì)產(chǎn)品分類
1、根據(jù)測(cè)量介質(zhì)分：a、氣體渦街流量計(jì) b、液體渦街流量計(jì) c、蒸汽渦街流量計(jì)
2、根據(jù)表頭方式分：一體式渦街流量計(jì)與分體式渦街流量計(jì)
3、根據(jù)安裝方式分：a、夾持式渦街流量計(jì) b、管道法蘭連接式渦街流量計(jì) c、螺紋連接式渦街流量計(jì) d、衛(wèi)生型卡盤連接式渦街流量計(jì) e、插入式渦街流量計(jì)
渦街流量計(jì)的安裝設(shè)計(jì)
        渦街流量計(jì)的正確安裝是保障儀表正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，若安裝不當(dāng)，輕則影響儀表的使用精度，重則會(huì)影響儀表的使用壽命，甚至?xí)p壞儀表。
（一）安裝環(huán)境要求：
1、盡可能避開(kāi)強(qiáng)電設(shè)備、高頻設(shè)備、強(qiáng)開(kāi)關(guān)電源設(shè)備。儀表的供電電源盡可能與這些設(shè)備分離。
2、避開(kāi)高溫?zé)嵩春洼椛湓吹闹苯佑绊?。若必須安裝，須有隔熱通風(fēng)措施。
3、避開(kāi)高濕環(huán)境和強(qiáng)腐蝕氣體環(huán)境。若必須安裝，須有通風(fēng)措施。
4、渦街流量?jī)x表應(yīng)盡量避免安裝在振動(dòng)較強(qiáng)的管道上。若必須安裝，須在其上下游2D處加設(shè)管道緊固裝置，并加防振墊，加強(qiáng)抗振效果。
5、儀表最好安裝在室內(nèi)，安裝在室外應(yīng)注意防水，特別注意在電氣接口處應(yīng)將電纜線彎成U形，避免水順著電纜線進(jìn)入表頭放大器殼內(nèi)導(dǎo)致電路板損壞。
6、儀表安裝點(diǎn)周圍應(yīng)該留有較充裕的空間，以便安裝接線和定期維護(hù)。
（二）儀表管道安裝要求：
1、流體條件：?jiǎn)蜗嗔鞒錆M整個(gè)管道，液體中允許有少量汽泡和固體微粒，氣體中允許有少量固體、塵粒和液霧。飽和蒸汽的干度不小于85%。不得有旋轉(zhuǎn)流和脈動(dòng)流。雷諾數(shù)Re＞4000。溫 度，壓力在規(guī)定范圍內(nèi)。
2、管道條件：傳感器前后應(yīng)有足夠長(zhǎng)的圓形直管段，其內(nèi)徑光滑并與通徑DN一致。前后直管段視前面狀態(tài)而變，確保流體為充分發(fā)展的流態(tài)。
3、安裝條件：遠(yuǎn)離振動(dòng)源，有振動(dòng)時(shí)在前后直管段2DN處加支架用橡皮減振。傳感器通徑圓應(yīng)與前后直管段內(nèi)徑圓保持同心。法蘭焊接時(shí)，密封夾緊時(shí)，管內(nèi)不得有突出部分。流向應(yīng)與箭頭方向一致。
4、渦街流量?jī)x表對(duì)安裝點(diǎn)的上、下游直管段有一定要求，否則會(huì)影響介質(zhì)在管道中的流場(chǎng)，影響儀表的測(cè)量精度。儀表的上下游直管段長(zhǎng)度要求見(jiàn)下圖：
注:調(diào)節(jié)閥盡可能不安裝在渦街流量?jī)x表的上游,而應(yīng)安裝在渦街流量?jī)x表的下游10D處。
5、上、下游配管內(nèi)徑應(yīng)相同。如有差異，則配管內(nèi)徑Dp與渦街儀表表體內(nèi)徑Db,應(yīng)滿足以下關(guān)系：
                    0.98Db≤Dp≤1.05Db
上、下游配管應(yīng)與流量?jī)x表表體內(nèi)徑同心，它們之間的不同軸度應(yīng)小于0.05Db
6、儀表與法蘭之間的密封墊，在安裝時(shí)不能凸入管內(nèi)，其內(nèi)徑應(yīng)比表體內(nèi)徑大1-2mm
7、溫壓補(bǔ)償外補(bǔ)償測(cè)壓孔和測(cè)溫孔的安裝設(shè)計(jì)。被測(cè)管道需要安裝溫度傳感器和壓力變送器時(shí)，測(cè)壓孔應(yīng)設(shè)置在下游3-5D處，測(cè)溫孔應(yīng)設(shè)置在下游6-8D處，見(jiàn)下圖。D為儀表公稱口徑，單位：mm
8、儀表在在管道上可以水平、垂直或傾斜安裝。
9、測(cè)量氣體時(shí)，在垂直管道安裝儀表，氣體流向不限。但若管道內(nèi)含少量液體，為了防止液體進(jìn)入儀表測(cè)量管，氣流應(yīng)自下而上流動(dòng)，如下圖a所示
10、測(cè)量液體時(shí)，為了保證管內(nèi)充滿液體，所以在垂直或傾斜管道安裝儀表時(shí)，應(yīng)該保證液體流動(dòng)方向從下而上。若管道內(nèi)含少量氣體，為了防止氣體進(jìn)入儀表測(cè)量管，儀表應(yīng)安裝在管線的較低處如下圖b所示
11、測(cè)量高溫、低溫介質(zhì)時(shí)，應(yīng)注意保溫措施。轉(zhuǎn)換器內(nèi)部（表頭殼體內(nèi)）高溫一般不應(yīng)超過(guò)70℃；低溫易使轉(zhuǎn)換器內(nèi)部出現(xiàn)凝露，降低印制電路板的絕緣阻抗，影響儀表正常工作。
 
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