德國(guó)VSEVS0.02流量計(jì)樣本同時(shí)我們還經(jīng)營(yíng):流量計(jì)中有一款叫做氣體渦輪流量計(jì),對(duì)于不常用到的用戶來(lái)說(shuō)肯定很陌生。如果您使用過(guò)此款流量計(jì)時(shí)一定會(huì)給它本身的優(yōu)點(diǎn)所吸引。那么針對(duì)那些對(duì)于氣體渦輪流量計(jì)認(rèn)識(shí)不是很深的用戶今天我們就來(lái)介紹一下關(guān)于氣體渦輪流量計(jì)的組成還有它的工作原理更重要的還有它的儀表系數(shù)的計(jì)算方法介紹: 氣體渦輪流量計(jì)是一種速度式流量計(jì),是近些年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的新型儀表,這種流量計(jì)具有精度高、壓力損失小、量程比大等優(yōu)點(diǎn),可測(cè)量多種氣體或液體的瞬時(shí)流量和流體總量,并可輸出0-10mA?DC或4-20mA?DC信號(hào),與調(diào)節(jié)儀表配套控制流量。氣體渦輪流量計(jì)的組成 氣體渦輪流量計(jì)主要由渦輪流量變送器和指示積算儀組成[1]。渦輪流量變送器把流量信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),由指示積算儀顯示被測(cè)介質(zhì)的體積流量和流體總量。氣體渦輪流量計(jì)的工作原理 流體流經(jīng)傳感器殼體,由于葉輪的葉片與流向有一定的角度,流體的沖力使葉片具有轉(zhuǎn)動(dòng)力矩,克服摩擦力矩和流體阻力矩之后葉片旋轉(zhuǎn),在力矩平衡后轉(zhuǎn)速穩(wěn)定,在一定條件下,轉(zhuǎn)速與流速成正比,由于葉片具有導(dǎo)磁性,它處于信號(hào)檢測(cè)器(由永久磁鋼和線圈組成)的磁場(chǎng)中,旋轉(zhuǎn)的葉片切割磁力線,周期性地改變線圈地磁通量,從而使線圈兩端感應(yīng)出電脈沖信號(hào),此信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器的放大整形,形成有一定幅度的連續(xù)的矩形波,可遠(yuǎn)傳至顯示儀表,顯示出流體的體積流量或總量。氣體渦輪流量計(jì)儀表系數(shù)的理論表達(dá)式 作用在渦輪上的力矩可分為以下幾個(gè):流體通過(guò)渦輪時(shí)對(duì)葉片產(chǎn)生的切向推動(dòng)力矩M1;流體沿渦輪表面流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的粘滯摩擦力矩M2;軸承的摩擦力矩M3;磁電轉(zhuǎn)換器對(duì)渦輪產(chǎn)生的電磁反作用阻力矩M4。 由此可建立渦輪的運(yùn)動(dòng)微分方程:(1)式中:J為渦輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量;ω為渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度;τ為時(shí)間。當(dāng)流量恒定時(shí),渦輪達(dá)到勻速轉(zhuǎn)動(dòng),所以M1=M2+M3+M4。推動(dòng)力矩可表示為:M1=a1qv2-a2ωqv (2)式中:a1、a2為與渦輪傳感器結(jié)構(gòu)和流體密度有關(guān)的系數(shù);qv為流量,L/s。由于氣體渦輪流量計(jì)在量程范圍內(nèi)屬于紊流工作區(qū),固以下計(jì)算只考慮紊流時(shí)的情況。反作用力矩中的M2,在紊流時(shí)可近似表示為:M2= a3qv2 (3)通常M3和M4相對(duì)于M2比較小,但為了提高計(jì)算精度,這里根據(jù)文獻(xiàn)[3]推導(dǎo)出了它們的表達(dá)式:M3=a4ω2/3 (4)M4=a5ω3 (5)分別將式(2)、(3)、(4)、(5)帶入式(1)并經(jīng)整理可得:qv2 - a6ωqv = a7ω2/3 + a8ω3 (6)式中:a6、a7、a8為經(jīng)整理后的綜合系數(shù)。如何解決電磁流量計(jì)無(wú)輸出信號(hào)或輸出值有偏差第一如果管道內(nèi)測(cè)量介質(zhì)不滿管電磁流量計(jì)就無(wú)法正常工作.因?yàn)樵诮橘|(zhì)不滿管的情況下電磁流量計(jì)會(huì)產(chǎn)“生最為常見(jiàn)的應(yīng)用程序故障,產(chǎn)生這種現(xiàn)象可能是由于營(yíng)道中介質(zhì)流速非常低造成不滿管流量計(jì)測(cè)量誤差增大或者介質(zhì)未能滿過(guò)電極從而流量計(jì)根本無(wú)法進(jìn)行工作.需通過(guò)工藝調(diào)整必須保證管道內(nèi)測(cè)量介質(zhì)充滿才能使用電磁流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量.第二測(cè)量介質(zhì)中含有大量空氣和氣體也會(huì)造成電磁流量計(jì)無(wú)法正常工作。這些氣泡的存在造成流量計(jì)無(wú)法準(zhǔn)確辨別干擾了其準(zhǔn)確的測(cè)量。第三電磁流量計(jì)不能用于持續(xù)時(shí)間較短的配料操作,這是由于電磁流量計(jì)無(wú)法正常反復(fù)啟動(dòng)和停止,它的啟動(dòng)到正確讀數(shù)之間存在一個(gè)時(shí)間滯后問(wèn)題。第四電磁流量計(jì)本身不能計(jì)量質(zhì)量流量.電磁流量計(jì)是一種速度式流量計(jì)測(cè)量的是體積流量若要測(cè)量質(zhì)量流量必須配合高精度的密度測(cè)量裝置來(lái)進(jìn)行換算。1)電磁流量計(jì):電磁流量計(jì)工作原理基于電磁感應(yīng)定律。當(dāng)具有一定導(dǎo)電率的液體在磁場(chǎng)中移動(dòng)時(shí),產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。國(guó)內(nèi)外使用這類流量計(jì)較多,它具有準(zhǔn)確度高量程較大、無(wú)水頭損失、直管段要求短等優(yōu)點(diǎn)。但造價(jià)隨著管徑增大而成倍增加。2)插入式渦輪流量計(jì):插入式渦輪流量計(jì)是將旋轉(zhuǎn)葉輪的渦輪頭與不銹鋼桿連接插入管中的裝置。當(dāng)流體流動(dòng)沖擊渦輪葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),用測(cè)量渦輪的轉(zhuǎn)速來(lái)反映流體流量。它只能測(cè)知管內(nèi)某點(diǎn)的流速靠?jī)x表系數(shù)來(lái)推算平均流速。分切向式渦輪頭和軸向式渦輪頭兩種,安裝或維護(hù)時(shí)可以不斷水;造價(jià)相對(duì)較低。3)超聲波流量計(jì):超聲波流量計(jì)近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外給水行業(yè)大口徑水管上用得較多。它具有準(zhǔn)確度高量程大、無(wú)水頭損失、安裝方便等優(yōu)點(diǎn):其造價(jià)不因管徑增大而增加,適用于較大管徑場(chǎng)合。此類儀表從原理到結(jié)構(gòu)都很復(fù)雜,故障排除較困難。4)渦街流量計(jì):渦街流量計(jì)是利用管內(nèi)水流遇障礙物(擋體)產(chǎn)生震蕩運(yùn)動(dòng)的規(guī)律制成的震蕩現(xiàn)象稱卡門渦街。由于沒(méi)有可動(dòng)部件和感壓孔,所以不宜受水中雜質(zhì)影響,也不宜磨損或發(fā)生障礙,但管中流速不宜太低。5)均速管、文丘利流量計(jì):均速管是一種多孔采集斷面流速即能測(cè)知平均流速的裝置其優(yōu)點(diǎn)是便于安裝水頭損失小造價(jià)較低;缺點(diǎn)是流速低時(shí),壓差較小,準(zhǔn)確度低。文丘利流量計(jì)是-種比較可靠穩(wěn)定性好的流量計(jì),但造價(jià)較高。1、確認(rèn)渦輪流量計(jì)可用的測(cè)量對(duì)象,如前所述。2、選擇型式。按流體物性選擇,氣體和液體分別用氣體型和液體型,不能通用。在工作狀態(tài)下液體粘度超過(guò)5mPa.s應(yīng)選用高粘度型(國(guó)內(nèi)尚無(wú)定型產(chǎn)品)。酸性腐蝕性液體選用耐酸型(國(guó)內(nèi)尚無(wú)定型產(chǎn)品)。 按環(huán)境條件選擇,按環(huán)境溫度和濕度等選擇合適儀表,如周圍有爆炸易燃性氣氛應(yīng)選防爆型傳感器。 按管道連接方式選擇,傳感器有水平和垂直兩種安裝方式。水平安裝時(shí)與管道連接方式有法蘭連接、螺紋連接和夾裝連接。中等口徑選用法蘭連接,小口徑和高壓管道選用螺紋連接,夾裝連接只適用于低壓中小管徑。垂直安裝只有螺紋連接。3、選擇規(guī)格。按現(xiàn)場(chǎng)使用條件,如流量范圍、管徑、流體壓力和溫度、安裝位置等和性能要求,如精確度、重復(fù)性、顯示方式等參照制造廠選型樣本或使用說(shuō)明書選定具體規(guī)格型號(hào),也有可能找不到合適的,只好另選其它流量計(jì)。 由于渦輪流量計(jì)類型規(guī)格繁多,特別是不同制造廠產(chǎn)品質(zhì)量有差別,必須盡量搜集制造廠及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等資料進(jìn)行反復(fù)調(diào)查比較后再?zèng)Q定取舍。1.渦街流量計(jì)的測(cè)量范圍較大,一般10:1,但測(cè)量下限受許多因素限制:Re>10000是渦街流量計(jì)工作的最基本條件,除此以外,它還受旋渦能量的限制,介質(zhì)流速較低,則旋渦的強(qiáng)度、旋轉(zhuǎn)速度也低,難以引起傳感元件產(chǎn)生響應(yīng)信號(hào),旋渦頻率f也小,還會(huì)使信號(hào)處理發(fā)生困難。測(cè)量上限則受傳感器的頻率響應(yīng)(如磁敏式一般不超過(guò)400Hz)和電路的頻率限制,因此設(shè)計(jì)時(shí)一定要對(duì)流速范圍進(jìn)行計(jì)算、核算,根據(jù)流體的流速進(jìn)行選擇。使用現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件復(fù)雜,選型時(shí)除注意環(huán)境溫度、濕度、氣氛等條件外,還要考慮電磁干擾。在強(qiáng)干擾如高壓輸電電站、大型整流所等場(chǎng)合,磁敏式、壓電應(yīng)力等儀表不能正常工作或不能準(zhǔn)確測(cè)量。2.振動(dòng)也是該類儀表的一大勁敵。因此在使用時(shí)注意避免機(jī)械振動(dòng),尤其是管道的橫向振動(dòng)(垂直于管道軸線又垂直旋渦發(fā)生體軸線的振動(dòng)),這種影響在流量計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上是無(wú)法抑制和消除的。由于渦街信號(hào)對(duì)流場(chǎng)影響同樣敏感,故直管段長(zhǎng)度不能保證穩(wěn)定渦街所必要的流動(dòng)條件時(shí),是不宜選用的。即使是抗振性較強(qiáng)的電容式、超聲波式,保證流體為充分發(fā)展的單向流,也是不可忽略的。3.介質(zhì)溫度對(duì)渦街流量計(jì)的使用性能也有很大的影響。如壓力應(yīng)力式渦街流量計(jì)不能長(zhǎng)期使用在300℃狀態(tài)下,因其絕緣阻抗會(huì)由常溫下的10MΩ~100MΩ急降至1MΩ~10KΩ,輸出信號(hào)也變小,導(dǎo)致測(cè)量特性惡化,對(duì)此宜選用磁敏式或電容式結(jié)構(gòu)。在測(cè)量系統(tǒng)中,傳感器與轉(zhuǎn)換器宜采用分離安裝方式,以免長(zhǎng)期高溫影響儀表可靠性和使用壽命。渦街流量計(jì)是一種比較新型的流量計(jì),處于發(fā)展階段,還不很成熟,如果選擇不當(dāng),性能也不能很好發(fā)揮。只有經(jīng)過(guò)合理選型、正確安裝后,還需要在使用過(guò)程中認(rèn)真定期維護(hù),不斷積累經(jīng)驗(yàn),提高對(duì)系統(tǒng)故障的預(yù)見(jiàn)性以及判斷、處理問(wèn)題的能力,從而達(dá)到令人滿意的效果。德國(guó)VSEVS0.02流量計(jì)樣本在電磁流量計(jì)安裝過(guò)程中,確保: 流動(dòng)方向與傳感器上的流動(dòng)箭頭方向一致(如果存在)。 所有法蘭螺栓都已緊固到最大扭矩值。 儀表安裝不存在機(jī)械應(yīng)力(扭轉(zhuǎn),彎曲),法蘭型/夾持型的配對(duì)法蘭保持軸對(duì)稱與平行條件,且使用適當(dāng)?shù)膲|圈。 墊圈未伸入流動(dòng)區(qū),否則可能導(dǎo)致漩渦, 從而影響儀表的精度。 管路不會(huì)在儀表上產(chǎn)生任何力或力矩。 顯示面向用戶。 電纜接頭中的保護(hù)塞只能在接線時(shí)拆除。 遠(yuǎn)程安裝的轉(zhuǎn)換器一定要安裝在基本無(wú)振動(dòng)的位置。 轉(zhuǎn)換器不可直接暴露在陽(yáng)光中(配有一個(gè)遮陽(yáng)裝置) 。推薦的安裝條件 電磁流量計(jì)管道必須始終充滿介質(zhì)。 電極軸最好水平安裝,反之,則與水平方向夾角不超過(guò)45°(圖1) 管路稍微傾斜,以便排氣,參見(jiàn)圖2。 存在磨損時(shí)應(yīng)垂直安裝,流向向上,最大3m/s(圖3) 閥門和關(guān)閉裝置應(yīng)安裝在下游。 對(duì)于自由流進(jìn)流出管道,應(yīng)提供合適的反轉(zhuǎn)管,確保管路始終充滿介質(zhì)(圖4) 對(duì)于自由流出管道,不要在最高點(diǎn)或者向下的管路上安裝儀表(傳感器管道可能會(huì)排空或者處出現(xiàn)氣泡),(圖5) 評(píng)定渦街流量計(jì)性能指標(biāo)主要有4個(gè)參數(shù):K系數(shù)、量程比、重復(fù)性和準(zhǔn)確度等級(jí)。其中,K系數(shù)是指一個(gè)測(cè)量周期內(nèi),流量計(jì)輸出的脈沖數(shù)與流過(guò)流量計(jì)的相應(yīng)流體總體積之比,每臺(tái)流量計(jì)都.有一個(gè)對(duì)應(yīng)的平均K系數(shù),一般都是通過(guò)實(shí)流標(biāo)定得出的;量程比是指流量計(jì)可測(cè)最大流量值與最小流量值的比值;重復(fù)性是指在相同測(cè)量條件下,重復(fù)測(cè)量同一個(gè)被測(cè)量,測(cè)量?jī)x器提供相近示值的能力;準(zhǔn)確度等級(jí)是指符合一定的計(jì)量要求,使誤差保持在規(guī)定極限以內(nèi)的測(cè)量?jī)x器的等別或級(jí)別。 根據(jù)上述測(cè)試性能指標(biāo),對(duì)該方案研制的DN25mm、DN32mm和DN50mm共3種口徑的樣機(jī)一批共10臺(tái)進(jìn)行測(cè)試,10臺(tái)樣機(jī)啟停質(zhì)量法水流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上全部通過(guò)0.5級(jí)合格檢定,特別是重復(fù)性指標(biāo),全部?jī)?yōu)于0.1%。其中一臺(tái)DN25mm口徑樣機(jī)的標(biāo)定結(jié)果見(jiàn)表1,其量程比達(dá)15:I,最小流速測(cè)到0.28m/s,量程范圍明顯高于同口徑的各種容積式流量計(jì),準(zhǔn)確度等級(jí)高于渦街流量計(jì)等其他普通速度式流量計(jì)。 2014年,國(guó)內(nèi)某核電站定制了一臺(tái)DN25mm口徑渦街流量計(jì),用于計(jì)量含結(jié)晶和顆粒物的核廢液,經(jīng)用戶現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定其準(zhǔn)確度等級(jí)達(dá)到0.4;另一化工企業(yè)用戶的一臺(tái)DN25mm口徑渦街流量計(jì),用于計(jì)量150℃下的甲基鄰苯二銨有機(jī)液流量,介質(zhì)粘度150mPa.s,用戶現(xiàn)場(chǎng)實(shí).流標(biāo)定其準(zhǔn)確度等級(jí)達(dá)到0.5級(jí)。德國(guó)VSEVS0.02流量計(jì)樣本智能電磁流量計(jì)的測(cè)量不受流體的密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響,傳感器感應(yīng)電壓信號(hào)與平均流速呈線性關(guān)系,因此測(cè)量精度高。電磁流量計(jì)設(shè)計(jì)了帶背光寬溫的中文液晶顯示器,功能齊全實(shí)用、顯示直觀、操作使用方便。 智能電磁流量計(jì)在試運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生的問(wèn)題,一般是由于安裝的問(wèn)題或選型的問(wèn)題引起的,而在正常運(yùn)行期間發(fā)生的問(wèn)題一般是由于工作條件變化或出現(xiàn)新干擾源等問(wèn)題引起的。所以在正常運(yùn)行期間的問(wèn)題一般都可以歸結(jié)為儀表抗干擾能力的問(wèn)題。下面小編就簡(jiǎn)單分析一下智能電磁流量計(jì)輸出晃動(dòng)的原因及解決辦法:一、智能電磁流量計(jì)輸出晃動(dòng)大體上可歸納為這幾點(diǎn):1、流動(dòng)本身是波動(dòng)或脈動(dòng)的,實(shí)質(zhì)上不是電磁流量計(jì)的故障,僅如實(shí)反映流動(dòng)狀況;2、管道末充滿液體或液體中含有氣泡;3、外界雜散電流等電、磁干擾;4、液體物性方面(如液體電導(dǎo)率不均勻或含有較多變顆粒/纖維的漿液等)的原因;5、電極材料與液體匹配不妥。二、電磁流量計(jì)檢查程序: 智能電磁流量計(jì)輸出晃動(dòng)的流程:先按流程圖考急作初步調(diào)查和判斷,然后再逐項(xiàng)細(xì)致檢查和試排除故障。流程所列檢查順序的先后原則是:1、可經(jīng)觀察或詢問(wèn)了解無(wú)須作較大操作的在前,即先易后難;2、按過(guò)去現(xiàn)場(chǎng)檢修經(jīng)驗(yàn),出現(xiàn)頻度較高而今后可以出現(xiàn)概率較高者在前;3、檢查本身的先后要求。若經(jīng)初步調(diào)查確認(rèn)足后幾項(xiàng)故障原因,亦可提前作細(xì)致檢查。 檢查智能電磁流量計(jì)管內(nèi)液體是否沖滿,如沒(méi)有充滿,那么傳感器處于水平安裝位置或垂直安裝流動(dòng)的位置應(yīng)特別注意,改換到能完全沖滿的位置,如垂直安裝流動(dòng)的位置。 氣體渦輪流量計(jì)中渦輪結(jié)構(gòu)有焊接式和整體式,焊接式渦輪將葉片和輪轂焊接,整體式渦輪利用先進(jìn)的CAD/CAM技術(shù)和數(shù)控加工技術(shù)直接加工成型。葉片型式主要有平板式和螺旋式,平板式葉片主.要應(yīng)用于大外徑焊接式渦輪,而螺旋式葉片應(yīng)用較為廣泛;材料主要有鋁合金和不銹鋼,鋁合金與不銹鋼相比具有自重較輕,工藝性好等特點(diǎn);渦輪平均直徑受流量計(jì)流通管徑即型號(hào)的限制,可作為定參數(shù)處理;葉片數(shù)量選取主要考慮重疊度對(duì)儀表性能的影響,---般取13~20;葉片角度直接影響氣體介質(zhì).對(duì)其產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小,氣體介質(zhì)對(duì)渦輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩公式為 式中:Td為驅(qū)動(dòng)力矩,N.m;fd為周向驅(qū)動(dòng)力,N;u1為介質(zhì)入口速度,m/s;ɷ為渦輪角速度,rad/s。 綜上述所述,采用整體式葉輪結(jié)構(gòu),螺旋型葉片,葉片數(shù)量為20。對(duì)于螺旋型葉片,需要確定葉片的螺旋角,根據(jù)式(2),要得到最大推動(dòng)力矩,葉片螺旋角應(yīng)為45°,但力矩公式是根據(jù)葉柵繞流計(jì)算得到,難免會(huì)和實(shí)際工況有所偏差。參考常用葉片角度,選取35°.45°和55°螺旋升角渦輪作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,氣體渦輪流量計(jì)渦輪結(jié)構(gòu)參數(shù)如圖2所示。1、測(cè)量管、法蘭、浮子的材料選擇 針對(duì)酒精、乙醛流量測(cè)量,可采用一般防腐材料1Cr18NigTi制作測(cè)量管、法蘭、浮子;針對(duì)粗醋酸、冰醋酸的流量測(cè)量,由于其腐蝕性強(qiáng),則測(cè)量管內(nèi)部接觸被測(cè)介質(zhì)的所有部位和浮子均要襯聚四氟乙烯材料,測(cè)量管、法蘭采用1Cr18NigTi材料。 2.金屬管浮子流量計(jì)和口徑的計(jì)算與選擇(針對(duì)液體流量測(cè)量) (1)當(dāng)工藝專業(yè)提出液體體積流量Qva,我們用下式計(jì)算系數(shù)FV: 其中:ρs是所選擇浮子材料的密度(g/cm3);1Cr18NigTi浮子ρs=7.8(g/cm3);PTFE浮子ρs=3.4(g/cm3);ρs是被測(cè)量介質(zhì)的密度(g/cm3)。(2)根據(jù)以上計(jì)算得到的系數(shù)FV,我們可以得到對(duì)于液體用水標(biāo)校時(shí)的流量QV(水):QV(水)=FV·Qva (3)根據(jù)生產(chǎn)廠家提供的流量表可選擇出QV(水)所對(duì)應(yīng)的金屬管浮子流量計(jì)的口徑、浮子號(hào)。 (4)按此浮子號(hào)的量程值除以系數(shù)FV得出介質(zhì)的流量范圍QN,刻度可在0.9QN至1.1QN選擇。 (5)舉例說(shuō)明。原始技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1,計(jì)算結(jié)果及選擇見(jiàn)表2。 3.現(xiàn)場(chǎng)顯示及遠(yuǎn)傳的選擇 現(xiàn)場(chǎng)顯示選用M7,指示實(shí)際狀態(tài)下流體的瞬時(shí)流量值/小時(shí)。 遠(yuǎn)傳型式可選用Es-電遠(yuǎn)傳輸出4~20mA,亦可選用EX-本安防爆遠(yuǎn)傳輸出4~20mA。 4.顯示儀表選擇 選擇流量積算儀,它具有瞬時(shí)流量顯示和比例累積流量積算功能。
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