渦街流量計技術(shù)特點與應(yīng)用 發(fā)布時間：2018-05-28
摘要：本文介紹了LUGB渦街流量計的結(jié)構(gòu)及工作原理，重點從儀表選型，流量換算等在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用做了詳細(xì)論述。 隨著現(xiàn)代測量技術(shù)的飛速發(fā)展，各種類型流量計層出不窮，測量精度不斷提高，使用范圍擴大，安裝維護日益簡單。本文推出的LUGB渦街流量計以其測量范圍廣，測量精度高，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中的水、蒸汽、壓縮空氣等介質(zhì)的測量。本文從儀表結(jié)構(gòu)、工作原理、現(xiàn)場應(yīng)用等方面論述了該類儀表的技術(shù)特點和應(yīng)用。 1結(jié)構(gòu)組成及工作原理 如圖1所示：渦街流量計由渦街發(fā)生體（三角柱）、檢測頭、表體、連接支柱、檢測放大器等組成。 LUGB型渦街流量傳感器是應(yīng)用卡門渦街原理和現(xiàn)代電子技術(shù)設(shè)計制造的一種流量傳感器。適用于各行業(yè)的液體、氣體、蒸汽流量的計量，并且可測量含有雜質(zhì)、微小顆粒的混濁液體。 當(dāng)被測流體流經(jīng)漩渦發(fā)生體時，在發(fā)生體的后部兩側(cè)交替產(chǎn)生兩列漩渦，形成“渦街”如圖2所示。該漩渦的發(fā)生頻率與流體的速度成正比，在一定的條件下符合下式： 式中：f：漩渦發(fā)生頻率St：斯特勞哈爾數(shù) V：流速d：漩渦發(fā)生體的寬度 漩渦在漩渦發(fā)生體后部產(chǎn)生交替變化的脈動壓力，由壓電信號傳感器將其轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過變送器處理后變換成為脈沖或標(biāo)準(zhǔn)信號輸出。 2技術(shù)特點 （1）流量測量范圍廣，計量精度高，壓力損失小。公稱直徑DN10~DN500。 （2）結(jié)構(gòu)簡單、無轉(zhuǎn)動部件、工作可靠、耐久性好、壽命長。 （3）計量精度不受流體壓力、粘度、密度的影響。廣泛應(yīng)用與工業(yè)測量，精度等級達(dá)到0.5級。 （4）抗環(huán)境震動性強。可測溫度最高可達(dá)+380℃。 （5）信號輸出電流+-4~20mA,脈沖信號，HART協(xié)議等，使用范圍廣。 （6）適用于氣體、液體、蒸汽等介質(zhì)。 3流量計的應(yīng)用 傳感器選型主要考慮儀表口徑的選擇和儀表功能以及儀表壓力損失。 3.1儀表口徑的選擇 儀表的口徑不同，其測量范圍不同，而每一種口徑其測量范圍又隨被測介質(zhì)種類和工況溫度、壓力變化而變化。選定儀表口徑，可按被測介質(zhì)種類和工況溫度及壓力下的流量，通過查表方法選擇儀表口徑，對于過熱蒸汽的流量范圍可通過查表，查出被測介質(zhì)密度，再從表中查出相近密度下的流量范圍。 對于密度值在表中處于兩值之間的可按比例計算。 幾種流量換算公式： （1）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量Qn換成工況狀態(tài)下的體積流量Qv： 式中：ρn-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度，（kg/m3） Qn-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量，（m3/h）； QV-工況狀態(tài)下的體積流量，（m3/h）； t-工況狀態(tài)下的溫度，（℃）； P-工況狀態(tài)下的壓力，（MPa）； ρ0-工況狀態(tài)下的密度，（㎏/3）。 3.2儀表功能的選擇 儀表輸出功能的選擇依據(jù)于使用要求，一般測量流量選傳感器輸出是脈沖，供電+24V，當(dāng)要求有現(xiàn)場顯示時，可選帶現(xiàn)場顯示的傳感器，根據(jù)系統(tǒng)功能要求還可以選擇4~20mA輸出或者HART協(xié)議輸出。 3.3儀表壓力損失的計算 儀表口徑選擇以后，可計算該表的壓力損失，是否對工藝管線有影響。 公式：ΔP≤1.2ρV 式中：ΔP—傳感器的壓力損失，Pa； ρ—流體的密度，kg/m3； V—管道內(nèi)流體的平均流速，m/s。 3.4選型舉例 選擇原工藝管道內(nèi)徑DN100，介質(zhì)是空氣，表壓0.35MPa，溫度最高143℃，估計標(biāo)態(tài)流量范圍288~3000m3/h，要求儀表有現(xiàn)場顯示，并有4~20mA輸出給儀表室的二次儀表，現(xiàn)場防爆，儀表精度1級。 解：將標(biāo)態(tài)流量范圍換成工況下流量即0.45MPa絕壓下的流量范圍，利用公式 查表在ρ=3.6kg/m3，DN100時，工況流量范圍是100~2000（m3/h）如按ρ=3.78kg/m3計算下限流量更能滿足Qvmin=123.44m3/h，故選DN100傳感器，滿度Q工況max=1286m3/h（或標(biāo)態(tài)Qmax=3000m3/h）。 4儀表參數(shù)的設(shè)定與調(diào)試 4.1計算公式： （1）瞬時流量F=Fr(頻率)×3600/K（流量系數(shù)） （2）累積流量＝瞬時量對時間積分 注：瞬時流量單位為：立方米/小時；流量系數(shù)：脈沖數(shù)/立方米。 4.2轉(zhuǎn)換板上顯示屏按如下格式設(shè)定各項參數(shù)： 在顯示儀面板上從左到右有如下三只按鍵： 位置：左鍵中鍵右鍵 運行：累積瞬時內(nèi)容 設(shè)定：移位翻字確認(rèn)和翻頁 （1）運行狀態(tài)下 按一下累積鍵（左鍵）則顯示9位累積量。 按一下瞬時鍵（中鍵）則顯示瞬時流量。 按一下內(nèi)容鍵（右鍵）則依次顯示瞬時流量（F）， 頻率（Fr），輸出電流（PE），流量系數(shù)（U）,阻尼系數(shù) （Lr）,流量上限（FH）,流量下限（FL）等。 （2）設(shè)定狀態(tài)下 按一下左鍵可使需設(shè)定字（閃爍字）移位； 按一下中鍵可使需設(shè)定字（閃爍字）改變； 按一下右鍵可確認(rèn)本頁并翻頁； （3）設(shè)定方法 先按下右鍵，再同時按下中鍵則進(jìn)入設(shè)定狀態(tài)，這時顯示屏出現(xiàn)流量系數(shù)（U）的閃爍字，由此可通過左鍵的移位，中鍵對閃爍字的改變，右鍵的確認(rèn)和翻頁來依次完成流量系數(shù)（U）、阻尼系數(shù)（Lr）、流量上限（FH）、流量下限（FL）的設(shè)定。例如設(shè)定流量系數(shù)為123.45，首先進(jìn)入設(shè)定狀態(tài)，這時顯示器顯示U-×××××，且第一位在閃動，按動中鍵使第一位顯示1，接著按一下左鍵（移至第二位，此時第二位閃動），按中鍵使第二位顯示2，依次類推，直至最后一位設(shè)定完成，確認(rèn)設(shè)定數(shù)字無誤后，按下右鍵進(jìn)行確認(rèn)，同時顯示進(jìn)入下一參數(shù)設(shè)定，當(dāng)所有參數(shù)設(shè)定完成后，按右鍵，同時按下中鍵就可退出設(shè)定狀態(tài)，進(jìn)入顯示狀態(tài)。 注意：設(shè)定時出現(xiàn)的Hr－52390為內(nèi)部參量，無需調(diào)整。 4.3累積量清零：設(shè)定狀態(tài)下顯示屏顯示Un，輸入數(shù)值4321.00進(jìn)行確認(rèn)即可累積量清零。 4.4阻尼系數(shù)設(shè)定的范圍：1~9的整數(shù)，設(shè)其他數(shù)無效。代表阻尼時間1~9秒。 4.5現(xiàn)場調(diào)零 傳感器一般不需調(diào)零，但工況現(xiàn)場條件變化時（如振動、強電磁場的干擾），需對靈敏度進(jìn)行調(diào)整。 傳感器接通電源，工藝管道中充滿介質(zhì)，關(guān)閉傳感器下游閥門（無條件關(guān)下游閥門時，也可關(guān)上上游閥門），先將靈敏度電位器順時針調(diào)到頭，此時傳感器已有干擾輸出信號，然后再慢慢的逆時針調(diào)整靈敏度電位器直到剛好無輸出即可，打開閥門儀表應(yīng)正常工作。 靈敏度電位器的作用主要是調(diào)節(jié)放大器脈沖輸出的觸發(fā)電壓。靈敏度越高，觸發(fā)電壓越低，抗干擾能力越差，但流量可測范圍越大；靈敏度越低，觸發(fā)電壓越高，抗干擾的能力越強，但可測流量范圍越小。 5常見故障及排除 5.1傳感器已供電，管內(nèi)有流量，但無脈沖或電流輸出或無顯示 （1）查看接線是否正確，有無斷線。 （2）表體安裝方向是否錯誤。 （3）流量是否過小。 5.2管內(nèi)無流量，供電后有脈沖或電流輸出，或有顯示值 （1）儀表接地不良引入干擾。 （2）其它強電設(shè)備干擾。 （3）管道機械震動過高引入干擾。 （4）靈敏度過高，打開線路板腔端蓋，逆時針慢調(diào) 靈敏度電位器，直至無輸出。 5.3當(dāng)管內(nèi)介質(zhì)的流量可測下限并且流量穩(wěn)定，但顯示變化太大，不穩(wěn)定 （1）管道震動過強引入干擾。 （2）傳感器接地不良引入干擾。 （3）提高靈敏度，順時針慢調(diào)靈敏度電位器。 6結(jié)束語 LUGB渦街流量計適用于工業(yè)生產(chǎn)中水、蒸汽、壓縮空氣及其他多種液體、氣體等介質(zhì)的流量測量，不僅使用范圍廣、測量精度高、并且安裝維護方面簡單，通過合理的選型應(yīng)用，為企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營節(jié)能減排提供可靠的保障。
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