氫氣流量表主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。其特點是壓力損失小,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(shù)的影響。無可動機械零件,因此可靠性高,維護量小。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定,也有數(shù)字脈沖信號輸出,容易與計算機等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種比較*、理想的流量儀表。
二、工作原理:
氫氣流量表工作原理是由設(shè)計在流場中的旋渦發(fā)生體、檢測探頭及相應(yīng)的電子線路等組成。當流體流經(jīng)旋渦發(fā)生體時,它的兩側(cè)就形成了交替變化的兩排旋渦,這種旋渦被稱為卡門渦街。在卡門渦街理論的基礎(chǔ)上又提出了卡門渦街的頻率與流體的流速成正比,并給出了頻率與流速的關(guān)系式:f = St × V/d 式中:
f 渦街發(fā)生頻率 (Hz)
V 旋渦發(fā)生體兩側(cè)的平均流速(m/s )
St 斯特羅哈爾系數(shù)(常數(shù))
這些交替變化的旋渦就形成了一系列交替變化的負壓力,該壓力作用在檢測探頭上,便產(chǎn)生一系列交變電信號,經(jīng)過前置放大器轉(zhuǎn)換、整形、放大處理后,輸出與旋渦同步成正比的脈沖頻率信號(或標準信號)。
三、流量計使用選擇及應(yīng)用:
1、為了使用方便,電池供電型采用微功耗*,采用鋰電池供電可不間斷運行一年以上,節(jié)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。
2、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(zhì)量流量。
3、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(zhì)的溫度和壓力,從而顯示氣體的標況體積流量。
4、廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、機械、造紙,以及城市管道供熱、供水、煤氣等行業(yè)的各種低黏度液體、氣體、蒸汽等單相流體的工藝計量和節(jié)能管理。
四、氫氣流量表主要特點:
1、可在很寬的流量范圍內(nèi)精確測量氣體、液體和蒸汽的流量而不受流體物理性質(zhì)的影響;
2、不受溫度、壓力的影響,同時不易堵,不易卡,不易結(jié)垢,耐高溫,高壓;
3、安全防爆,適用于惡劣環(huán)境;
4、無可動部件、無孔洞縫隙設(shè)計,產(chǎn)品無磨損、耐臟污,無須機械維修,使用壽命長;
5、采用微功耗*,電池供電的現(xiàn)場顯示型流量計,可不斷電運行兩年以上;
6、溫壓補償一體化設(shè)計;
7、電流輸出均為電隔離型,具有良好的共模干擾抑制能力;
8、同時顯示流量值與累計流量值,不必輪流切換;
9、采用抗振動探頭,有效消除外界振動影響;
10、采用分體式信號轉(zhuǎn)換器,電纜最長100米;
11、量程比寬達20:1;
12、儀表整體結(jié)構(gòu)設(shè)計合理,動態(tài)測量范圍寬,壓力損失小;
13、表體采用不銹鋼材質(zhì),可適用于腐蝕性介質(zhì)的測量;
14、氫氣流量表現(xiàn)場液晶顯示,脈沖、4~20mA輸出或485通迅,可與工業(yè)自動化系統(tǒng)連接。
五、
氫氣流量表主要技術(shù)指標表 ( 一 )
公稱通徑 (mm) | 25 , 40 , 50 , 65 , 80 , 100 , 125 , 150 , 200 , 250 , 300 , (300 ~ 1000 插入式 ) |
公稱壓力 (MPa) | DN25-DN200 4.0(>4.0 協(xié)議供貨 ) , DN250-DN300 1.6(>1.6 協(xié)議供貨 ) |
介質(zhì)溫度 (℃) | 壓電式: -40 ~ 260 , -40 ~ 320 ;電容式: -40 ~ 300, -40 ~ 400 , -40 ~ 450 (協(xié)議訂貨) |
本體材料 | 1Cr18Ni9Ti , ( 其它材料協(xié)議供貨 ) |
允許振動加速度 | 壓電式 : 0.2g 電容式 :1.0 ~ 2 .0g |
精確度 | ±1%R , ±1.5%R , ±1FS ;插入式: ±2.5%R , ±2.5%FS |
范圍度 | 1 : 6 ~ 1 : 30 |
供電電壓 | 傳感器: +12V DC , +24V DC ;變送器: +12V DC , +24V DC ;電池供電型: 3.6V 電池 |
輸出信號 | 方波脈沖 ( 不包括電池供電型 ) :高電平 ≥5V ,低電平 ≤1V ;電流: 4 ~ 20mA |
壓力損失系數(shù) | 符合 JB/T9249 標準 Cd≤2.4 |
防爆標志 | 本安型: ExdⅡia CT2-T5 隔爆型: ExdⅡCT2-T5 |
防護等級 | 普通型 IP65 潛水型 IP68 |
環(huán)境條件 | 溫度 -20℃ ~ 55℃ ,相對濕度 5% ~ 90% ,大氣壓力 86 ~ 106kPa |
適用介質(zhì) | 氣體、液體、蒸汽 |
傳輸距離 | 三線制脈沖輸出型: ≤ 300m ,兩線制標準電流輸出型 (4 ~ 20mA) :負載電阻 |
1 .氣體: 常溫常壓空氣, t= 20℃ , P=0.1MPa (絕壓), ρ= 1.205 kg /m 3 , υ=15×10 -6 m 2 /s 。
2 .液體: 常溫水, t= 20℃ , ρ= 998.2kg /m 3 , υ=1.006×10 -6 m 2 /s 。
(二)氫氣流量表確定流量范圍和儀表口徑的基本步驟:
1 . 明確以下工作參數(shù)。
( 1 )被測介質(zhì)的名稱、組份
( 2 )工作狀態(tài)的最小、常用、流量
( 3 )介質(zhì)的、常用、壓力和溫度
( 4 )工作狀態(tài)下介質(zhì)的粘度
2 . 渦街流量儀表測量的是介質(zhì)的工作狀態(tài)體積流量,因此應(yīng)先根據(jù)工藝參數(shù)求出介質(zhì)的工作狀態(tài)體積流量 , 相關(guān)公式如下:
( 1 )已知氣體標準狀態(tài)體積流量,可通過以下公
式求出工況體積流量
公式( 3 )
(2) 已知氣體標準狀態(tài)密度ρ,可通過以下公
式求出工況密度
公式( 4 )
( 3 )已知質(zhì)量流量 Q m 換算為體積流量 Q v
公式( 5 )
式中:
Q v : 介質(zhì)在工況狀態(tài)下的體積流量 (m 3 /h)
( Q v = 3600f /K K: 儀表系數(shù) )
Q o : 介質(zhì)在標準狀態(tài)下的體積流量 (Nm 3 /h)
Q m : 質(zhì)量流量 (t/h)
ρ: 介質(zhì)在工況狀態(tài)下的密度 (kg/m 3 )
ρ o :介質(zhì)在標準狀態(tài)下的密度 (kg/m 3 ) ,常用氣體介質(zhì)的標準狀態(tài)密度,見表(三)
P : 工況狀態(tài)表壓 (MPa)
t : 工況狀態(tài)溫度 (℃)
3 .儀表下限流量的確定。渦街流量儀表的上限適用流量一般可不計算,渦街流量儀表口徑的選擇主要是對流量下限的計算。下限流量的計算應(yīng)該滿足兩個條件:最小雷諾數(shù)不應(yīng)低于界限雷諾數(shù)( Re=2×10 4 );對于應(yīng)力式渦街流量儀表在下限流量時產(chǎn)生的旋渦強度應(yīng)大于傳感器旋渦強度的允許 值(旋渦強度與升力 ρ v 2 成比例關(guān)系)。這些條件可表示如下:
由密度決定的工況可測下限流量:
由運動粘度決定的線性下限流量:
公式( 7 )
式中:
Q ρ :滿足旋渦強度要求的最小體積流量 (m 3 /h)
ρ 0 : 參比條件下介質(zhì)的密度
Q υ : 滿足最小雷諾數(shù)要求的最小線性體積流量 (m 3 /h)
ρ : 被測介質(zhì)工況密度( kg/m 3 )
Q 0 : 參比條件下儀表的最小體積流量
(m 3 /h)
υ : 工作狀態(tài)下介質(zhì)的運動粘度 (m 2 /s)
υ o : 參比條件下介質(zhì)的 運動粘度 (m 2 /s)
通過 公式( 6 )、( 7 )計算出 Q ρ 和 Q ν 。 比較 Q ρ 和 Q ν , 確定流量儀表可測下限流量和線性下限流量:
Q υ ≥ Q ρ :可測流量范圍為 Q ρ ~ Qmax , 線性流量范圍為 Q υ ~ Qmax
Q υ < Q ρ :可測流量范圍和 線性流量范圍為
Q ρ ~ Qmax
Qmax :渦街流量儀表的上限體積流量 (m 3 /h)
公式( 6 ) 4 .儀表上限流量以表 ( 二 ) 中的上限流量為準 . 氣體的上限流速應(yīng)該小于 70m /s, 液體的上限流速應(yīng)該小于 7m /s
5 . 當 用戶測量的介質(zhì)為蒸汽時,常采用的計量單位是質(zhì)量流量,即: t/h 或 Kg/h 。由于蒸汽(過熱蒸汽和飽和蒸汽)在不同溫度和壓力下的密度是不同的,因此蒸汽流量范圍的確定可由公式 (8) 進行計算得出
公式( 8 )
式中:
ρ : 蒸汽的密度( kg/m 3 )
ρ 0 : 1.205kg /m 3
Q 蒸汽 :蒸汽質(zhì)量流量( t/h )
6 .計算壓力損失,檢測 壓力損失對工藝管線是否有影響 ,公式 ( 單位: Pa) :
Δ p= Cd ρ V 2 /2 公式( 9 )
式中:
ρ :工況介質(zhì)密度( kg/m 3 ) V: 平均流速( m/s )
四、計算公式說明
1 、蒸汽測量計算公式
( 1 )渦街流量儀表工況體積流量計算公式:
( 2 )密度 d ,單位 Kg/m 3
( 3 )質(zhì)量流量計算公式,單位 Kg/h :
(4) 質(zhì)量流量計算公式,單位 t/h :
1 、氣體測量計算公式 ---- 標況指 20 ℃ , 1 標準大氣壓
( 1 )渦街流量儀表工況體積流量計算公式:
( 2 )對比壓縮系數(shù) d ( Zn/Z ) ,單位 1
( 3 )標況流量計算公式,單位 Nm 3 /h :
P1— 工況絕壓, PN— 標況絕壓( Mpa ), Z1— 工況熱力學溫度, ZN— 標況熱力學溫度 (K)
(4) 質(zhì)量流量計算公式,單位 t/h :
訂貨須知及選型樣譜
一.尊敬的用戶,當您要選用本公司產(chǎn)品時,請仔細閱讀選型樣本,并做好以下工作:
1 .認真核對被測介質(zhì)的工況條件:溫度、壓力、管徑等工藝參數(shù)。 2 .認真核對被測介質(zhì)的使用流量范圍,特別是最小流量值以最終確定使用儀表的口徑及配管參數(shù)。 3 .確定儀表的安裝地點,保證直管段,并為儀表的安裝維護創(chuàng)造好的環(huán)境條件。 4 .填好訂貨咨詢單,見附表三
二.渦街流量儀表選型表 (符合 JB/T9294-1999 標準)
1 . 傳感器選型表
LUGB/E 系列渦街流量儀表選型表
型 譜 | 說 明 | ||||||||
LU | 渦街流量儀表 | ||||||||
G | 傳感器 | ||||||||
檢測 方式 | B | 壓電式傳感器 | |||||||
E | 電容式傳感器 | ||||||||
連接方式 | 1 | 僅對滿管型 | 法蘭連接型 | ||||||
2 | 僅對滿管型 | 法蘭卡裝型 | |||||||
3 | 僅對插入型 | 簡易插入型 | |||||||
4 | 僅對插入型 | 球閥插入型 | |||||||
測量介質(zhì) | 2 | 液體 | |||||||
3 | 氣體 | ||||||||
4 | 蒸汽 | ||||||||
公稱通徑 | 02 … 30 | | DN25 … 單位: mm DN300 | ||||||
使用環(huán)境 | P | 普通型 | |||||||
B | 防爆型 | ||||||||
輸出信號 | 1 | 脈沖輸出 | |||||||
2 | 4 ~ 20mA 電流輸出,液晶顯示 | ||||||||
3 | RS-485 通訊 | ||||||||
4 | 電池供電,不帶溫度、壓力補償 | ||||||||
5 | 溫壓補償一體, 4 ~ 20mA 電流輸出型 | ||||||||
6 | 溫壓補償一體,電池供電型 | ||||||||
選型 說明 | 例如: LUGE2405-P2 滿管型電容式渦街流量儀表,法蘭卡裝型連接,介質(zhì)為蒸汽 儀表通徑為 DN50, 普通 4 ~ 20mA 電流信號輸出 | ||||||||
公稱通徑 DN mm | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | 250 |
標記號 | 02 | 03 | 04 | 05 | 06 | 08 | 10 | 12 | 15 | 20 | 25 |
公稱通徑 DN mm | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | 600 | 700 | 800 | 1000 | 1200 | 1500 |
標記號 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 | 60 | 70 | 80 | A0 | A2 | A5 |