法兰式涡街流量计主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸气等多种介质。涡街特点是压力损失小,量程范围大,精度高,在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件,因此可靠性高,维护量小。仪表参数能长期稳定。法兰式涡街流量计采用压电应力式传感器,可靠性高,可在-20℃~ 250℃的工作温度范围内工作。有模拟标准信号,也有数字脉冲信号输出,容易与计算机等数字系统配套使用,是一种比较先进、理想的流量仪表。
二、工作原理:
法兰式涡街流量计是由设计在流场中的旋涡发生体、检测探头及相应的电子线路等组成。当流体流经旋涡发生体时,它的两侧就形成了交替变化的两排旋涡,这种旋涡被称为卡门涡街。斯特罗哈尔在卡门涡街理论的基础上又提出了卡门涡街的频率与流体的流速成正比,并给出了频率与流速的关系式:
f = St × V/d 式中:
f 涡街发生频率 (Hz)
V 旋涡发生体两侧的平均流速(m/s )
St 斯特罗哈尔系数(常数)
这些交替变化的旋涡就形成了一系列交替变化的负压力,该压力作用在检测探头上,便产生一系列交变电信号,经过前置放大器转换、整形、放大处理后,输出与旋涡同步成正比的脉冲频率信号(或标准信号)。
三、应用范围:
法兰式涡街流量计根据卡门(karman)涡街原理测量气体、蒸汽或液体的体积流量、标况的体积流量或质量流量的体积流量。广泛用于各种行业气体、液体、蒸汽流量的计量,也可测量含有微小颗料、杂质的混浊液体,并可作为流量变送器用于自动化控制系统中。
四、独特优势:
1、可测量蒸汽、气体、液体的体积流量和质量流量。
2、可实现不断流拆装传感器,可实现放大器与传感器分离(分离距离15m)。
3、采用消扰电路和抗振传感头,使仪表具有一定抗环境振动性能。
4、压力损失小,量程范围宽,范围度达10-40倍。
5、无机械运动部件,长期稳定,结构简单便于安装和维护。
6、可测介质温度达+350℃(+450℃)。
五、性能指标:
测量介质:液体、一般气体、天然气、蒸汽(饱和蒸汽和过热蒸汽);
测量可能范围:雷诺数为5×103~7×106
正常测量范围:雷诺数为2×104~7×106
测量流速范围:液体0.5~7m/s 气体4~35mm/s 蒸汽7~70m/s
被测流体温度:-40℃~+300℃
被测流体温度:1.6、4、25MPa
准确度:1级、1.5级、0.5级(通过非线性修整方可达到0.5级);
重复性:指示值的0.2%;
表体材料:ICr18Ni9Ti;
压力损失:△=1.2×r×V2×10-6 式中:△P-压力损失 r-被测的流体密度(Kg/m3) v-管内平均流速(m/s) 环境温度:-20℃~+55℃(特殊要求定货说明)
环境湿度:≤90%RH
大气压力:86-106KPa
外供电源:3.6~224VDC
内供电源:3~4.5VVDDC
工作电源:80/A
工作电压:2.7~3.6v
工作频率:0.1~3000H
信号远传距离:100mm
信号输出:脉冲输出(外供电源)电流输出4~20mADC(两线制外供24VDC电源)脉冲输出与电流输出只能选一种方式。
六、对管道要求:
1、对直管段的要求:
为了确保仪表正常、准确运行,传感器安装点的上下游必须有一定的直管道,以调整流场,如图所示。
图1:同心缩管;
图2:同心扩管;
图3:一个90度弯头;
图4:同一平面两个90度弯头;
图5:不同平面两个90度弯头;
图6 :调节阀应安装在传感器下游5D以 远处,若必须安装在传感器上游, 则传感器上游应有不小于50D的 等径直管段,下游应有不小于5D 的等径直管段。
2、对管道的要求:
a、上、下游配管内径D和与传感器内径DN相同,其差异满足下述条件:0.95DN≤D≤1.1DN。
b、配管应与传感器同心,同轴度应小于0.05DN。
c、密封垫不能凸入管道内,其内径可比传感器内径略大。
d、如需断流检查与清洗传感器,应设置旁通管道,如下图所示。
3、对管道振动的要求:
传感器尽量避免安装在振动较强的管道上,若不得已要安装时,必须采取减震措施,在传感器的上下游2D处分别设置管道紧固装置,并加防振垫。
特别注意:在空压机出口处振动较强,不能安装传感器,应安装在储气罐之后。
4、对气流条件的要求:
a、被测气体应为单相的、连续地流经管道的圆管流。
b、气体流经流量计之前,其流速必须与管道轴线平行,不得有旋涡流。
c、气流应是亚音速、非脉动的,其流量随时间变化比较缓慢。
5、对流量计的安装要求:
涡街流量计对工艺安装及使用环境没有太多的特殊要求,但任何一类流量测量仪表都有这样一种共性,即尽可能避免振动及高温环境随离流态干扰元件(如压缩机、分离器、调压阀、大小头及汇管、弯头等)、保持仪表前后直管段内壁光滑平直、保证被测介质为洁净的单相流体等。
七、安装条件:
1、传感器可安装在室内,也可安装在室外。环境条件要符合要求。
2、传感器应安装在水平、垂直或倾斜(流体的流向自下而上)的与其公称通径相应的管道上。
3、传感器应避免安装在有机械振动的管道上。当振动不可避免时,应考虑在距传感器前后约2DN处的直管段上加固定支撑架。
4、传感器感应避免安装在有较强电磁场干扰、有热辐射、有腐蚀性气体、空间小和维修不方便的场所。
5、被测介质含有较多杂质时,应在传感器上游直管段要求的长度以外加装过滤器。
6、传感器的上、下游应配置一定长度的直管段,直管段的内壁应清洁、光滑,无明显凸凹、积垢和起皮等现象。其长度应符合图二的要求。安装液体传感器的附近管道内,应充满被测液体。
7、直管段内径尽可能与传感器通径一致,若不能一致,应采用比传感器通径略大的管径,误差要≤3%并不超过5mm。