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蒸汽流量計(jì)

 金湖奧科儀表有限公司

  ： 李

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(diǎn)是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無可動(dòng)機(jī)械零件，因此可靠性高,維護(hù)量小。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。渦街流量計(jì)采用壓電應(yīng)力式傳感器,可靠性高,可在-20℃～+250℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),也有數(shù)字脈沖信號(hào)輸出,容易與計(jì)算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種比較*、理想的流量儀表。應(yīng)力式渦街流量計(jì)是一種采用壓電晶體作為檢測元件，輸出與流量成正比的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的流量儀表。該儀表可以直接與智能流量積算儀配套使用，也可以與計(jì)算機(jī)及集散系統(tǒng)配套使用，對(duì)不同介質(zhì)的流量參數(shù)進(jìn)行測量。該儀表根據(jù)流體渦街的檢測原理，其檢測渦街的壓電晶體不與介質(zhì)接觸，儀表具有結(jié)構(gòu)簡單、通用性好和穩(wěn)定性高的特點(diǎn).

根據(jù)渦街流量計(jì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分類為一體式氮?dú)饬髁坑?jì)和分體式氮?dú)饬髁坑?jì)兩種。

一體式流量計(jì)是集流量傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器和顯示儀于一體的流量計(jì)，具有智能溫度、壓力補(bǔ)償功能，自帶3.6V高能電池或24VDC（通常在需要脈沖信號(hào)輸出、二線制4～20mADC輸出或RS485通訊時(shí)采用）供電，就地液晶顯示介質(zhì)溫度（℃）、工作壓力（MPa）、瞬時(shí)標(biāo)況體積流量（Nm3/h）和累計(jì)標(biāo)況體積流量（Nm3）。

分體式流量計(jì)由流量傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器和智能流量顯示積算儀四部分組成，具有智能溫度、壓力補(bǔ)償功能，由智能流量顯示積算儀遠(yuǎn)程顯示介質(zhì)溫度（℃）、工作壓力（MPa）、瞬時(shí)標(biāo)況體積流量（Nm3/h）和累計(jì)標(biāo)況體積流量（Nm3）。

當(dāng)只要求測量工況體積流量時(shí)（我們將其定義為簡配型，通常適用于介質(zhì)溫度和工作壓力基本恒定的場合），無論是一體式還是分體式，均不具有智能溫度、壓力補(bǔ)償功能，也無溫度傳感器和壓力傳感器的配置，此時(shí)只顯示瞬時(shí)工況體積流量（m3/h）和累計(jì)工況體積流量（m3）。

蒸汽流量計(jì)產(chǎn)品概述

蒸汽流量計(jì)是利用振動(dòng)塬理而開發(fā)的一種新型流量計(jì)，廣泛應(yīng)用在石油、化工、冶金、造紙等行業(yè)流體的計(jì)量，蒸汽流量計(jì)無可動(dòng)部件，可靠性強(qiáng)、精度高、壽命長，可在很寬的流量范圍內(nèi)精確測量液體的瞬時(shí)流量和累計(jì)流量。其不受介質(zhì)溫度、壓力、粘度及組分的影響，同時(shí)不堵、不卡、不易結(jié)垢、耐高溫、高壓，安全防爆，適用于惡劣環(huán)境。蒸汽流量計(jì)分一體化顯示和遠(yuǎn)傳顯示，并可輸出脈沖信號(hào)或電流信號(hào)與微機(jī)聯(lián)網(wǎng)。
蒸汽流量計(jì)主要特點(diǎn)
1．結(jié)構(gòu)簡單而牢固，無可動(dòng)部件，可靠性高，長期運(yùn)行十分可靠 。
2．安裝簡單，維護(hù)十分方便。
3．檢測傳感器不直接接觸被測介質(zhì)，性能穩(wěn)定，壽命長。
4．輸出是與流量成正比的脈沖信號(hào)，無零點(diǎn)飄移，精度高。
5．測量范圍寬，量程比可達(dá)1：10。
6．壓力損失較小，運(yùn)行費(fèi)用低，更具節(jié)能意義。
7．在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，輸出信號(hào)頻率不受流體物理性質(zhì)和組分變化的影響，儀表系數(shù)僅與旋渦發(fā)生體的形狀和尺寸有關(guān)，測量流體體積流量時(shí)無需補(bǔ)償，調(diào)換配件后一般無需重新標(biāo)定儀表系數(shù)。 
8．應(yīng)用范圍廣，蒸汽，液體，氣體的流量均可測量。
蒸汽流量計(jì)工作塬理
渦街流量傳感器是以卡門（Kaman）和斯特勞哈（Strouhsl）有關(guān)旋渦的產(chǎn)生和旋渦與流速關(guān)系的理論來測量流量的。當(dāng)介質(zhì)以一定速度流過叁角柱體時(shí)，在叁角柱體兩側(cè)后面產(chǎn)生一個(gè)交替排列的旋渦帶，稱之為“卡門渦街"（見下圖）。 
由于旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替產(chǎn)生旋渦，于是在發(fā)生體兩側(cè)產(chǎn)生壓力脈動(dòng)，從而使檢測體產(chǎn)生交變壓力，封裝在探頭體內(nèi)的壓電晶體元件在交變應(yīng)力的作用下，產(chǎn)生與旋渦同頻率的交變電荷信號(hào)，放大器將這種電荷信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、整形、zui后輸出頻率與介質(zhì)流速成正比的脈沖信號(hào)（或轉(zhuǎn)換成4 ～20mA信號(hào)）,送至積算儀進(jìn)行處理、顯示和控制。 
一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)（2×104～7×106 ），旋渦的釋放頻率f與流體流速V及旋渦發(fā)生體的迎流面寬度d之間關(guān)系式為f=St?v/d，式中St 為斯特勞哈數(shù)，它是一個(gè)無量綱的系數(shù)，只要準(zhǔn)確測出頻率f，就可以求得流體流速v，由v求出體積流量。

蒸汽流量計(jì)技術(shù)指標(biāo)
1．測量介質(zhì)：液體、氣體、飽和蒸汽、過熱蒸汽。 
2．精度等級(jí)：液體±1.0%，氣體（蒸汽） ±1.5%，插入式±2.5%。
3．工作壓力：1.6MPa，2.5MPa，4.0MPa，6.4MPa。 
4．介質(zhì)溫度：普通型-40～150℃ 中溫型-40～250℃ 高溫型-40～350℃。 
5．輸出信號(hào)：叁線電壓脈沖，低電平0～1V，高電平 > 4V，占空比50%； 二線制標(biāo)準(zhǔn)電流4～20mA；叁線制標(biāo)準(zhǔn)電流0～10mA。 
6．工作環(huán)境：-35℃～ 60℃，濕度≤95%RH。 
7．工作電源：DC12V；DC24V。 
8．殼體材料：碳鋼、不銹鋼。 
9．防爆類型：本安型 ExibIICT6。
蒸汽流量計(jì)外形尺寸

 
插入式渦街流量計(jì)
將渦街測量頭插入管道特定位置，通過測量該位置的局部流量，根據(jù)管道截面流速分布關(guān)系，計(jì)算出管道內(nèi)平均流速值。它由轉(zhuǎn)換器、插入桿組件、球閥（ 根據(jù)需求配 ）、安裝短管（ф100）、渦街測量頭等組成。

蒸汽流量計(jì)安裝步驟： 
1．在需要安裝流量計(jì)的管道正上方（水平管道有此要求），割開 一個(gè)略小于ф100的孔，去掉毛刺； 
2．將配套的一端帶有法蘭的短管放在孔的上面，保持短管與管 道垂直，焊接牢固； 
3．放上墊片，插入流量計(jì)，法蘭連接，若此時(shí)有球閥，應(yīng)先將球閥放在短管上連接好，再打開球閥，插入流量計(jì)； 
4．保證流量計(jì)前有大于15D和后有5D的直管段（D為管道內(nèi)徑）。 

蒸汽流量計(jì)型號(hào)選擇
流量儀表的選型是儀表應(yīng)用中的非常重要的工作，據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，流量儀表在實(shí)際應(yīng)用中有2/3的故障是錯(cuò)誤選型和錯(cuò)誤安裝造成的，請(qǐng)?zhí)貏e注意。

蒸汽流量計(jì)對(duì)直管段的要求
為了確保儀表正常、準(zhǔn)確運(yùn)行，傳感器安裝點(diǎn)的上下游必須有一定的直管道，以調(diào)整流場，如圖所示。 

圖1：同心縮管；
圖2：同心擴(kuò)管； 
圖3：一個(gè)90度彎頭；
圖4：同一平面兩個(gè)90度彎頭；
圖5：不同平面兩個(gè)90度彎頭； 
圖6 ：調(diào)節(jié)閥應(yīng)安裝在傳感器下游5D以 遠(yuǎn)處，若必須安裝在傳感器上游， 則傳感器上游應(yīng)有不小于50D的 等徑直管段，下游應(yīng)有不小于5D 的等徑直管段。
九、對(duì)管道的要求
1）上、下游配管內(nèi)徑D和與傳感器內(nèi)徑DN相同，其差異滿足下述條件：0.95DN≤D≤1.1DN。 
2）配管應(yīng)與傳感器同心，同軸度應(yīng)小于0.05DN。 
3）密封墊不能凸入管道內(nèi)，其內(nèi)徑可比傳感器內(nèi)徑略大。 
4）如需斷流檢查與清洗傳感器，應(yīng)設(shè)置旁通管道，如下圖所示。

蒸汽流量計(jì)對(duì)管道振動(dòng)的要求

傳感器盡量避免安裝在振動(dòng)較強(qiáng)的管道上，若不得已要安裝時(shí)，必須采取減震措施，在傳感器的上下游2D處分別設(shè)置管道緊固裝置，并加防振墊。

特別注意：在空壓機(jī)出口處振動(dòng)較強(qiáng)，不能安裝傳感器，應(yīng)安裝在儲(chǔ)氣罐之后。

流量計(jì)的zui大優(yōu)點(diǎn)是抗振性能特別好，無零點(diǎn)漂移，可靠性高。

    通過長時(shí)間對(duì)渦街流量計(jì)進(jìn)行的大量波形分析和頻譜分析，中控設(shè)計(jì)出了*的探頭形狀、壁厚，高度、探頭桿直徑及與之相配套的壓電晶體，采用*的數(shù)控車床進(jìn)行加工，確保加工的同軸度和光潔度等技術(shù)參數(shù)，配合特殊的工藝處理，從而zui大限度的克服渦街流量計(jì)存在的固有自振蕩頻率對(duì)信號(hào)的影響這個(gè)通病。這是中控公司在制作渦街流量計(jì)方面的技術(shù)*優(yōu)勢，使得中控公司出廠的渦街流量計(jì)具有量好的抗振動(dòng)能力。
    ②FFM63系列智能渦街流量計(jì)的傳感器的通用性很強(qiáng)，從而使傳感器具有良好的互換性采用*數(shù)控設(shè)備加工傳感器的表體和旋渦發(fā)生體等，確保加工精度，從而使零部件（特別是旋渦發(fā)生體）的通用性強(qiáng)，從而真正做到不會(huì)因零部件的更換而影響傳感器的重復(fù)性和精度；能產(chǎn)生強(qiáng)大而穩(wěn)定的渦街信號(hào)。
    ③結(jié)構(gòu)簡單牢固，無可動(dòng)部件，可靠性高，使用維護(hù)方便。
    ④檢測元件不與介質(zhì)接觸，性能穩(wěn)定，使用壽命長
    傳感器采用檢測探頭與旋渦發(fā)生體分開安裝，安全柵而且耐高溫的壓電晶體密封在檢測探頭內(nèi)，不與被測介質(zhì)接觸，所以FFM63系列渦街流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡單、通用性好和穩(wěn)定性高的特點(diǎn)。
    ⑤輸出與流量成正比的脈沖信號(hào)或模擬信號(hào)，無零點(diǎn)漂移，精度高，方便與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)
    ⑥測量范圍寬，量程比可達(dá)1：10
    ⑦渦街流量計(jì)測量體積流量時(shí)不需補(bǔ)償，渦街輸出的信號(hào)實(shí)際上是與流速成線性關(guān)系的，也就是與體積流量成正比。壓力和溫度補(bǔ)償?shù)哪康氖菫榱说玫搅黧w的密度，乘以體積流量就得到質(zhì)量流量，雙金屬溫度計(jì)若測量氣體的體積流量就不需要補(bǔ)償了。
    ⑧壓力損失小。
    用口徑DN50的渦街流量計(jì)測量可燃?xì)怏w的流量，若管道內(nèi)的zui大流量Qmax ＝200m3/h時(shí)，傳感器的壓力損失是：△P ＝1.08×10-6 ρv2（kPa）= 0.605 KPa
    ⑨在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，流量特性不受流體壓力、溫度、黏度、密度、成分的影響，僅是與旋渦發(fā)生體的形狀和尺寸有關(guān)。
    ⑩應(yīng)用范圍廣，蒸汽、氣體、液體流量均可測量。
渦街流量計(jì)的技術(shù)參數(shù)
●測量流體：飽和蒸汽、過熱蒸汽、氣體、液體（避免多相流）
●測量準(zhǔn)確度及重復(fù)性：

●測量范圍

●額定壓力：1.6MPa、2.5MPa、6.3MPa
●流體溫度：-40℃～250℃（普通型），100℃～350℃（普通型）
●結(jié)構(gòu)類型：一體型渦街流量計(jì)
●結(jié)構(gòu)材質(zhì)

●工作電源

 ●輸出信號(hào)：脈沖輸出、4～20mA 電流輸出，RS485通訊等三種輸出可供選擇
●電氣接口：M20*1.5
●防護(hù)等級(jí)：IP65
●表體處理：傳感器表體采用不銹鋼噴砂，放大器外殼采用噴塑。
●環(huán)境溫度：-35℃～60℃（無LCD）、-5℃～60℃（帶LCD）
●相對(duì)濕度：5%～95℃
安裝示意圖

的安裝要求
流量計(jì)有許多種結(jié)構(gòu)形式，安裝、維修人員需要了解所裝儀表的具體結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)以及流量信號(hào)的轉(zhuǎn)換，了解信號(hào)傳輸過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，按產(chǎn)品說明書進(jìn)行安裝，以確保流量計(jì)的精確測量。
1、合理選擇安裝場所和環(huán)境
避開強(qiáng)電力設(shè)備，高頻設(shè)備，強(qiáng)電源開關(guān)設(shè)備；避開高溫?zé)嵩春洼椛湓吹挠绊懀荛_強(qiáng)烈震動(dòng)場所和強(qiáng)腐蝕環(huán)境等，同時(shí)要考慮安裝維修方便。
2、上下游必須有足夠的直管段
若傳感器安裝點(diǎn)的上游有大于>15。漸縮管，則：上游直管段≥15D，下游直管段≥5D

若傳感器安裝點(diǎn)的上游有大于>15。漸擴(kuò)管，則：上游直管段≥18D，下游直管段≥5D

若傳感器安裝點(diǎn)的上游有90。彎頭或T形接頭，則：上游直管段≥20D，下游直管段≥5D

若傳感器安裝點(diǎn)的上游在同一平面上有二個(gè)90。彎頭，則：上游直管段≥25D，下游直管段≥5D

若傳感器安裝點(diǎn)的上游在不同平面上有二個(gè)90。彎頭，則：上游直管段≥40D，下游直管段≥5D

調(diào)節(jié)閥應(yīng)安裝在傳感器的下游5D以外處，若必須安裝在傳感器的上游，傳感器上游直管段應(yīng)不小于50D，下游應(yīng)有不小于5D。

3、安裝點(diǎn)上下游的配管應(yīng)與傳感器同心，同軸偏差應(yīng)不小于0.5DN 
傳感器安裝點(diǎn)的上下游配管的內(nèi)徑應(yīng)與傳感器通徑相同，其應(yīng)滿足下式的要求：
0.98DN≤D≤1.05DN
式中：DN----傳感器通徑；
D----配管內(nèi)徑。
傳感器與法蘭間的密封墊不能凸入管道內(nèi)，其內(nèi)徑可比傳感器通徑略大。

4、管道采取減振動(dòng)措施
傳感器盡量避免安裝在振動(dòng)較強(qiáng)的管道上，特別是橫向振動(dòng)。若不得已要安裝時(shí)，必須采取減振措施，在傳感器的上下游2D處分別設(shè)置管道緊固裝置，并加防振墊。

．在水平管道上安裝是流量傳感器zui常用的安裝方式。
測量氣體流量時(shí)，若被測氣體中含有少量的液體，傳感器應(yīng)安裝在管線的較高處。

測量液體流量時(shí)，若被測液體中含有少量的氣體，傳感器應(yīng)安裝在管線的較低處。

6．傳感器在垂直管道的安裝
測量氣體流量時(shí)，傳感器可以安裝在垂直管道上，流向不限。若被測氣體中含有少量的液體，氣體流向應(yīng)由下向上。
測量液體流量時(shí)，液體流向應(yīng)由下向上：這樣不會(huì)將液體重量額外附加在探頭上。

7、傳感器在水平管道的側(cè)裝
無論測量何種流體，傳感器可以在水平管道上側(cè)裝，特別是測量過熱蒸汽，飽和蒸汽和低溫液體，若條件允許采用側(cè)裝，這樣流體的溫度對(duì)放大器的影響較小。

8．傳感器在水平管道的倒裝
一般情況下不推薦用此安裝方法。此安裝方法不適用于測量一般氣體、過熱蒸汽?？捎糜跍y量飽和蒸汽，適用于測量高溫液體或需經(jīng)常清洗管道的情況。

9．傳感器在有保溫層管道上的安裝
測量高溫蒸汽時(shí)，保溫層zui多不能超過支架高度的三分之一。

10．測壓點(diǎn)和測溫點(diǎn)的選擇
根據(jù)測量的需要，需在傳感器附近測量壓力和溫度時(shí)，測壓點(diǎn)應(yīng)在傳感器下游的3-5D處，測溫點(diǎn)應(yīng)在傳感器下游的6-8D處。

渦街流量計(jì)的正確接線

一般原則：在易受電噪聲干擾的場所，使用屏蔽電纜。屏蔽層應(yīng)可靠的接在放大器的接地螺絲上或在控制室接工作接地。在高溫或低溫環(huán)境中或者是現(xiàn)場空氣中含有油、溶劑或其他腐蝕性氣體時(shí)，要采用適合于這種特殊場合的的屏蔽電纜。
頻率信號(hào)輸出的接線
輸出頻率信號(hào)的流量計(jì)與其它設(shè)備之間采用三線制傳輸，供電電源為24VDC±10%（或12VDC），輸出回路的zui小負(fù)載電阻為10KΩ，zui大電容為0.2UF。

4-20mA信號(hào)輸出的接線
輸出4-20mA信號(hào)的渦街流量計(jì)與其它設(shè)備之間采用二線制傳輸，供電電源為24VDC±10%，輸出回路的zui大負(fù)載電阻為600Ω。（包括電纜線的電阻）

渦街流量計(jì)的結(jié)構(gòu)種類及安裝現(xiàn)場：

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