靶式流量計

靶式流量計概述

靶式流量計採用了最新型電容式力感測器作為測量和敏感傳遞元件✘•╃↟,同時應用了最新數字技術和微電子技術✘•╃↟,是一款適用於高粘度▩▩◕✘↟、低雷諾數及含有微小顆粒的流體和氣體測量的智慧流量計·₪╃·↟。採用電容式力感測器是該產品真正實現高精度▩▩◕✘↟、高穩定性的關鍵所在·₪╃·↟。靶式流量計既具有傳統孔板▩▩◕✘↟、渦街等流量計無可動部件的特點✘•╃↟,同時又具有與容積式流量計相媲美的測量準確度✘•╃↟,加之其特有的抗干擾▩▩◕✘↟、抗雜質效能✘•╃↟,除能替代常規流量計及常規流體流量測量外✘•╃↟,尤其在高粘度▩▩◕✘↟、易堵卡▩▩◕✘↟、高溫▩▩◕✘↟、高壓▩▩◕✘↟、強腐蝕等流量計量困難的工況中具有很好的應用價值✘•╃↟,目前已廣泛應用於鋼鐵▩▩◕✘↟、石油▩▩◕✘↟、天然氣▩▩◕✘↟、電力▩▩◕✘↟、造紙▩▩◕✘↟、化工▩▩◕✘↟、能源▩▩◕✘↟、食品▩▩◕✘↟、環保等各個領域的流量測量·₪╃·↟。

靶式流量計產品分類圖


靶式流量計工作原理

當介質在測量管中流動時✘•╃↟,因其自身的動能透過阻流件(靶片)時而產生的壓差✘•╃↟,並對阻流件有一作用力✘•╃↟,其作用力的大小與介質流速的平方成正比·₪╃·↟。阻流件(靶片)接受的作用力F✘•╃↟,經剛性連線的傳遞件(測杆)傳至雙電容感測器✘•╃↟,雙電容感測器產生電容差經高精度AD晶片進行處理✘•╃↟,直接輸出數字訊號✘•╃↟,由此✘•╃↟,透過AD轉換及計算機處理後✘•╃↟,即可得到相應的瞬時流量和累積總量✘•╃↟,其工作原理見示意(圖1)▩✘:

靶式流量計工作原理圖


靶式流量計結構

電容式靶式流量計主要由測量管(外殼)▩▩◕✘↟、雙電容感測器(含阻流元件)▩▩◕✘↟、積算顯示和輸出部分組成·₪╃·↟。根據不同的介質和工況✘•╃↟,必須選用相適應的雙電容感測器✘•╃↟,因此✘•╃↟,使用者提供準確的計量物件及引數✘•╃↟,生產廠家選用合適的電容力感測器是產品能否計量準確的關鍵·₪╃·↟。其結構如右(圖2)▩✘:

靶式流量計結構圖


靶式流量計特點

1.採用大屏液晶顯示✘•╃↟,可同時顯示多組參量✘•╃↟,讀數更直觀;

2.整臺儀表在設計中無可動部件✘•╃↟,插入式結構✘•╃↟,拆卸方便;

3.可選用多種防腐及耐高低溫材質(如哈氏合金✘•╃↟,鈦等);

4.整機可做成全密封無死角(焊接形式)✘•╃↟,無任何洩漏點✘•╃↟,可耐42MPa高壓;

5.儀表內設自檢程式✘•╃↟,故障現象一目瞭然;

6.感測器不與被測介質接觸✘•╃↟,不存在零部件磨損✘•╃↟,使用安全可靠;

7.具有多種安裝方式供選擇✘•╃↟,如選擇線上插入式✘•╃↟,安裝費用低;

8.具有一體化溫度▩▩◕✘↟、壓力補償✘•╃↟,直接輸出質量或標方;

9.具有可選小訊號切除▩▩◕✘↟、非線性修正▩▩◕✘↟、濾波時間可選擇;

10.能準確測量各種常溫▩▩◕✘↟、高溫500度▩▩◕✘↟、低溫-200度工況下的氣體▩▩◕✘↟、液體流量;

11.計量準確✘•╃↟,精度可達到0.2%;

12.重複性好✘•╃↟,一般為0.05~0.08%✘•╃↟,測量快遞;

13.壓力損失小✘•╃↟,僅為標準孔板的1/2△P左右;

14.抗干擾✘•╃↟,抗雜質能力特強;

15.可根據實際需要更換阻流件(靶片)而改變流量範圍;

16.安裝簡單方便✘•╃↟,極易維護;

17.多種輸出形式✘•╃↟,能遠傳各種引數;

18.抗震動性強✘•╃↟,一定範圍內可測脈動流·₪╃·↟。


靶式流量計技術指標

靶式流量計技術引數對照表


靶式流量計外形及尺寸

靶式流量計管道式外形尺寸表

靶式流量計插入式外形尺寸表

連線短管及法蘭公稱直徑氣體採用DN100mm✘•╃↟,液體採用DN50mm✘•╃↟,法蘭規格採用國標1.6MPa▩▩◕✘↟、2.5MPa▩▩◕✘↟、4.0MPa✘•╃↟,密封面形式RF·₪╃·↟。

連線法蘭規格

a▩▩◕✘↟、法蘭規格▩✘:公稱壓力0.6MPa~42.0MPa;

b▩▩◕✘↟、法蘭尺寸主要採用國家標準GB/T系列✘•╃↟,並可採用化工行業標準HG系列▩▩◕✘↟、機械行業標準JB/T系列✘•╃↟,也可協商提供按照客戶要求的法蘭·₪╃·↟。


靶式流量計的安裝及要求

1.流量計的安裝

高溫型(80度至500度)▩▩◕✘↟、常溫型(-30度至70度)▩▩◕✘↟、低溫型(-200度至-40度)

a.常溫型▩▩◕✘↟、低溫型▩▩◕✘↟、高溫型流量計視不同工況採用水平▩▩◕✘↟、垂直或倒置式安裝(以出廠效驗單為準);

b.介質工作溫度在300度以上時✘•╃↟,使用者應對流量計殼體採取隔熱措施防止熱輻射損壞表頭(表頭工作溫度為-30至70度)✘•╃↟,同理工作溫度-100度以下的介質✘•╃↟,也要採取防凍措施;

c.為保證流量計準確計量✘•╃↟,要求設定前後直管段;(圖8)

d.為保證流量計在檢查及更換時不影響系統工作✘•╃↟,應儘量設定旁通閥(3)及切斷閥(1▩▩◕✘↟、2);(圖8)

e.因工藝需要可採用垂直安裝✘•╃↟,被測介質流向可由下至上✘•╃↟,也可由上至下✘•╃↟,但訂購時應向供貨方說明;

f.流量計口徑與相連的管道口徑尺寸儘量相同✘•╃↟,以減少流動干擾✘•╃↟,造成計量誤差;

g.法蘭式和夾裝式流量計安裝時✘•╃↟,應注意法蘭之間密封墊片內孔尺寸大於流量計和工藝管道通徑6-8mm及否同軸✘•╃↟,以避免因其產生干擾流而影響計量精確度;

h.插入式流量計安裝時✘•╃↟,將短管及法蘭焊到管道上時必須確保流體正對著靶片受力面✘•╃↟,焊接短管高度在100mm(從管道內壁至法蘭密封面的距離);(圖9)

i.對於新完工的工藝管道✘•╃↟,應先進行初步吹掃後再安裝流量計;

j.測量管外壁上箭頭所指方向為被測介質流向;

k.流量計殼體必須可靠接地✘•╃↟,若無接地條件應向廠方說明;

l.流量計連線法蘭規格執行GB/T系列標準✘•╃↟,也可以根據使用者要求特殊加工(以出廠效驗單為準)·₪╃·↟。

靶式流量計管道式安裝示意圖

1▩▩◕✘↟、2▩▩◕✘↟、3分別為前後閥和旁通閥;4為流量計✘•╃↟,L≥10D和L≥5D分別為前後直管段長度✘•╃↟,D為管道公稱直徑·₪╃·↟。

靶式流量計插入式安裝示意圖

2.流量計設定零點

注▩✘:(流量計安裝後必須先進置零操作)

由於電容式力感測器及阻流件有自重✘•╃↟,在流量計安裝時不在水平方位狀況下✘•╃↟,需要重新設定流量計零點·₪╃·↟。

操作程式為▩✘:(也可在管道內無介質流動時直接置零✘•╃↟,高溫型及低溫型流量計必須使管道內溫度達到工作溫度後置零)

靶式流量計設定零點圖

a.關閉流量計下游的閥門;

b.緩慢開啟流量計上游閥門✘•╃↟,使流量計充滿介質;

c.緩慢開啟流量計下游閥門✘•╃↟,使流量計執行10分鐘左右;

d.關閉流量計上▩▩◕✘↟、下游閥門✘•╃↟,並確定管道內流量為零;

e.用白紙或手指按在“ZERO”位置不小於3S;見(圖10)

靶式流量計設定零點操作功能說明圖

注意事項

不允許直接在流量計測量管前後端安裝閥門▩▩◕✘↟、彎頭等極大改變流體流態的部件·₪╃·↟。

如果需要在流量計前後管道上安裝閥門▩▩◕✘↟、彎頭等部件也應儘量保證前後直管段長度·₪╃·↟。


靶式流量計接線

a▩▩◕✘↟、24V供電型

1.24V供電型流量可具備多種輸出方式✘•╃↟,

a.電流輸出▩✘:4~20mA;電源▩✘:16-32VDC✘•╃↟,二線制;

b.脈衝輸出▩✘:0~1000Hz;內阻1000Ω;電源▩✘:16-32VDC;10mA(帶背光20mA);

c.RS485介面▩✘:電源▩✘:16-32VDC;10mA(帶背光20mA);

d.電流輸出+HART▩✘:4~20mA;電源▩✘:16-32VDC✘•╃↟,二線制;

2.電流輸出特性(圖4)

靶式流量計電流輸出特性圖

以上圖中Imin為流量計最小顯示流量所對應的電流輸出值✘•╃↟,其輸出值的大小為▩✘:

靶式流量計電流輸出值的計算公式

同理▩✘:可計算出滿量程輸出範圍內任-輸出電流及對應流量值·₪╃·↟。

3.0~1000HZ脈衝輸出特性(圖5)

靶式流量計脈衝輸出特性圖

4.儀表接線

a.流量計訊號輸出線電氣連線口規格為▩✘:M20×1.5

b.4~20mA電流輸出為二線制(圖6)

c.脈衝輸出為三線制(圖7)

靶式流量計接線圖

b▩▩◕✘↟、3.6V電池供電型

3.6V電池供電型的流量計✘•╃↟,無法顯示電池的容量✘•╃↟,當電池電壓越來越低時✘•╃↟,顯示會慢慢變模糊✘•╃↟,應馬上更換電池·₪╃·↟。更換電池應為相同技術引數的電池✘•╃↟,我公司電池可使用兩年·₪╃·↟。(可向我廠諮詢或購買)

為提高電池的使用時間✘•╃↟,可透過修改濾波係數LP引數✘•╃↟,該值設定越大✘•╃↟,則代表可以使用更長時間✘•╃↟,但流量計採集速度將會變慢·₪╃·↟。


靶式流量計功能介紹

1.溫壓補償

靶式流量計所測量的流量為體積流量✘•╃↟,當所測介質密度受溫度▩▩◕✘↟、壓力變化的影響較大時(如氣體類)✘•╃↟,流量計測量的結果將會產生較大誤差✘•╃↟,為了得到較高的測量精度✘•╃↟,需要實時採集溫度▩▩◕✘↟、壓力引數✘•╃↟,並計算出實時工況的介質密度✘•╃↟,從而可得到準確的質量流量·₪╃·↟。

2.流量非線性修正

為提高流量計的測量精度✘•╃↟,採用插值演算法自動對流量係數進行校正✘•╃↟,可精度的校正流量計的線性誤差·₪╃·↟。

流量計可設定9個流量修正係數✘•╃↟,分別對10%▩▩◕✘↟、20%▩▩◕✘↟、30%▩▩◕✘↟、40%▩▩◕✘↟、50%▩▩◕✘↟、60%▩▩◕✘↟、70%▩▩◕✘↟、80%▩▩◕✘↟、90%的測量點✘•╃↟,所有修正係數值預設小數後3位✘•╃↟,均為流量係數C1為基礎·₪╃·↟。

修正方法▩✘:實際流量係數=(*C)×C1/1000;

舉例▩✘:2C=1010,3C=1004✘•╃↟,當前瞬時流量是滿程的25%✘•╃↟,進行插值演算法✘•╃↟,則25%點的修正係數為1007;

實際流量係數=C1×(1007/1000);

3.溫度修正

當流量計具備溫度補償時✘•╃↟,所以安裝位置▩▩◕✘↟、引線等可能存在測量誤差✘•╃↟,當出現此種情況時✘•╃↟,可透過溫度修正值進行修正✘•╃↟,修正計算方法如下▩✘:

測量結果=採集溫度-(1000-修正值oS)/10

舉例▩✘:標準溫度為250℃✘•╃↟,但流量計顯示251.3℃✘•╃↟,則代入公式計算得到

250=251.3-(1000-修正值oS)/10   則oS=987;

標準溫度為270℃✘•╃↟,但流量計顯示268.3℃✘•╃↟,則代入公式計算得到

270=268.3-(1000-修正值oS)/10   則oS=1017;

靶式流量計現場使用圖


靶式流量計危險場所安裝和防爆型產品的注意事項

電容式靶式流量計(以下簡稱流量計)防爆型產品✘•╃↟,經國家防爆電氣產品質量監督檢驗中心(CQST)檢驗✘•╃↟,符合GB3836.1-2000 GB3836.1-2000《爆炸性氣體環境用電氣裝置 第1部分▩✘:通用要求》✘•╃↟,GB3836.2-2000 GB3836.2-2000《爆炸性氣體環境用電氣裝置 第2部分▩✘:隔爆型“d”》及GB3836.4-2000《爆炸性氣體環境用電氣裝置 第4部分▩✘:本質安全型“i”》標準規定的要求✘•╃↟,產品防爆標誌為ExdⅡCT4▩▩◕✘↟、ExiaⅡCT4·₪╃·↟。

1.流量計在下列環境條件下應能正常工作

a.大氣氣壓▩✘:86~106KPa

b.周圍環境溫度▩✘:-20℃~+60℃(8oF-140oF)

c.周圍環境相對溼度▩✘:≤95%RH(+25℃)

d.隔爆型流量計可適用於含有ⅡA▩▩◕✘↟、ⅡB▩▩◕✘↟、ⅡC級T1~T4組爆炸性氣體混合物的1區▩▩◕✘↟、2區的危險場所;

e.本安型流量計可適用於含有ⅡA▩▩◕✘↟、ⅡB▩▩◕✘↟、ⅡC級T1~T4組爆炸性氣體混合物的0區▩▩◕✘↟、1區▩▩◕✘↟、2區的危險場所;

2.使用者在安裝使用流量計時應注意下列事項

(安裝前須進行下列各項檢查✘•╃↟,如不符合要求✘•╃↟,則不準投入使用)

a.有防爆標誌和防爆合格證編號✘•╃↟,並與電容式靶式流量計的使用場所要求一致;

b.隔爆外殼各零部件聯接正確✘•╃↟,緊固可靠;

c.所有隔爆零件應無裂紋和影響隔爆效能的缺陷;

d.使用者在使用流量計時應可靠接地;

e.隔爆型產品在現場使用✘•╃↟,維護時必須遵守“嚴禁帶電開蓋”的原則;拆裝時✘•╃↟,注意保護隔爆面和螺紋隔爆面不得磕碰和劃傷·₪╃·↟。

f.使用者不得自行隨意更換產品的電氣元件及系統配接狀態;

g.隔爆型產品的引入電纜最小外徑為φ6mm;

h.產品有冗餘引入口✘•╃↟,必須用我公司提供的堵頭堵封·₪╃·↟。

i.防爆產品使用一定週期後✘•╃↟,必須更換老化件·₪╃·↟。如電纜引入裝置密封圈老化變質時應及時更換✘•╃↟,我公司有配件✘•╃↟,須在我公司購買·₪╃·↟。

3.本安型防爆產品還應注意

a.本產品符合GB3836.1-2000《爆炸性氣體環境用電氣裝置 第1部分▩✘:通用要求》▩▩◕✘↟、GB3836.4-2000《爆炸性氣體環境用電氣裝置 第4部分▩✘:本質安全型“i”》標準✘•╃↟,防爆標誌為▩✘:ExiaⅡCT4✘•╃↟,它適用於0區▩▩◕✘↟、1區▩▩◕✘↟、2區✘•╃↟,含有ⅡA~ⅡC類爆炸性氣體混合物場所·₪╃·↟。

b.本安引數▩✘:Ui=28VDC✘•╃↟,Ii=93mA✘•╃↟,Po=0.65W✘•╃↟,Ci=0.045uF✘•╃↟,Li=0.33mH;

c.產品安裝應按照GB3836.15-2000《爆炸性氣體環境用電氣裝置 第15部分▩✘:危險場所電氣安裝(煤礦除外)》的有關規定進行·₪╃·↟。並由專業人員負責安裝·₪╃·↟。經過防爆認證合格的產品·₪╃·↟。不允許隨意更換或改動影響防爆效能的元器件和結構·₪╃·↟。

d.本產品必須與取得防爆合格證安全柵同時使用✘•╃↟,安全柵須裝在安全場所✘•╃↟,其安裝▩▩◕✘↟、使用▩▩◕✘↟、維護必須遵守安全柵使用說明書;

e.當產品用於連線爆炸性環境0區的本安型產品時✘•╃↟,向安全柵供電的電源變壓器須符合GB3836.4-2000標準第8.1條款要求·₪╃·↟。

f.本安系統接線(圖11)

靶式流量計本安系統接線圖

g.安全場所[Exia]ⅡC   危險場所 ExiaⅡCT4

h.本安系統引數都必須遵循如下匹配原則▩✘:Uo≤Ui;Io≤Ii;Po≤Pi;Cc≤Co-Ci;Lc≤Lo-Li

Cc▩▩◕✘↟、Lc▩✘:安全柵到本安產品之間連線電纜(或導線)允許總的最大分佈電容和電感✘•╃↟,Uo▩✘:安全柵的最高輸出電壓✘•╃↟,Io▩✘:安全柵的最大輸出電流✘•╃↟,Po▩✘:安全柵的最大輸出功率✘•╃↟,Lo▩✘:安全柵允許的最大外部電感✘•╃↟,Co▩✘:安全柵允許的最大外部電容;Ui▩✘:本安產品的最高輸入電壓✘•╃↟,Ii▩✘:本安產品的最大輸入電流✘•╃↟,Pi▩✘:本安產品的最大輸入功率✘•╃↟,Li▩✘:本安產品的最大內部電感✘•╃↟,Ci▩✘:本安產品的最大內部電容·₪╃·↟。符號詳細意義見GB3836.4-2000標準·₪╃·↟。

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