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渦街流量計
關鍵字:渦街流量計,流量计

 概述
        HL-LU系列渦街流量計主要用于工業管道介質流體的流量測量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質。其特點是壓力損失小,量程範圍大,精度高,在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數的影響。無可動機械零件,因此可靠性高,維護量小。儀表參數能長期穩定。渦街流量計采用壓電應力式傳感器,可靠性高,可在-20℃~+250℃的工作溫度範圍內工作。有模擬標准信號,也有數字脈沖信號輸出,容易與計算機等數字系統配套使用,是一種比較先進、理想的流量儀表。


HL-LU系列渦街流量計原理
在流體中設置三角柱型旋渦發生體,則從旋渦發生體兩側交替地産生有規則的旋渦,這種旋渦稱爲卡門旋渦,如右圖所示,旋渦列在旋渦發生體下遊非對稱地排列。
设旋涡的发生频率为f,被測介質平均流速为U1 ,旋涡发生体迎流面宽度为d,表体通徑为D,即可得到以下关系式:
 f=SrU1/d=SrU/md                     (1)
式中  U1--旋渦發生體兩側平均流速,m/s;
     Sr--斯特劳哈尔数;
     m--旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比
        
 管道內體積流量qv爲
             qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr                 (2)
             K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1                  (3)
式中 K--流量计的仪表系数,脉冲数/m3(P/m3)。
   K除与旋涡发生体、管道的几何尺寸有关外,还与斯特劳哈尔数有关。斯特劳哈尔数为无量纲参数,它与旋涡发生体形状及雷诺数有关,图2所示为圆柱状旋涡发生体的斯特劳哈尔数与管道雷诺数的关系图。由图可见,在ReD=2×104~7×106范围内,Sr可视为常数,这是仪表正常工作范围。当测量氣體流量时,VSF的流量计算式为 (4)
式中 qVn,qV--分别为标准状态下(0oC或20oC,101.325kPa)和工况下的体积流量,m3/h;
   Pn,P--分别为标准状态下和工况下的绝对压力,Pa;
   Tn,T--分别为标准状态下和工况下的热力学温度,K;
   Zn,Z--分别为标准状态下和工况下氣體压缩系数。
   由上式可见,VSF输出的脉冲频率信号不受流体物性和组分变化的影响,即仪表系数在一定雷诺数范围内仅与旋涡发生体及管道的形状尺寸等有关。但是作为流量计在物料平衡及能源计量中需检测质量流量,这时流量计的输出信号应同时监测体积流量和流体密度,流体物性和组分对流量计量还是有直接影响的。
   HL-LU系列渦街流量計是依據卡門旋渦原理進行封閉管道流體流量測量的新型流量計。因其具有良好的介質適應能力,無需溫度壓力補償即可直接測量蒸汽、空氣、氣體、水、液體的工況體積流量,配備溫度、壓力傳感器可測量標況體積流量和質量流量,是節流式流量計的理想替代産品。
   为提高渦街流量計的耐高溫及抗振動性能,我公司新近開發出了HLLU改進型渦街流量傳感器,因其獨特的結構和選材使該傳感器可在高溫(350℃)、強振動(≤1g)的惡劣工況下使用。
   在实际应用中,往往最大流量远低于仪表的上限值,随着负荷的变化,最小流量又往往会低于仪表的下限值,仪表并非工作在它的最佳工作段,为了解决这一问题,通常采用在测量处缩径提高测量处的流速,并选用较小口径的仪表以利于仪表的测量,但是这种变径方式必须在变径管与仪表间有长度为15D以上的直管段进行整流,使加工、安装都不方便。我公司研制的纵断面形状为圆弧的LGZ变径整流器,具有整流、提高流速及改变流速分布夃重作用,其结构尺寸小,仅为工艺管内径的1/3,与渦街流量計作成一体,不仅不需要另外附加一段直管段,还可以降低对工艺管直管段的要求,安装非常方便。
为了使用方便,电池供電的本地显示型渦街流量計采用微功耗高新技术,采用锂电池供電可不间断运行一年以上,节省了电缆和显示仪表的采购安装费用,可就地显示瞬时流量、累积流量等。温度补偿一体型渦街流量計还带有温度传感器,可以直接测量出饱和蒸汽的温度并计算出压力,从而显示饱和蒸汽的质量流量。温压补偿一体型带有温度、压力传感器,用于氣體流量测量可直接测量出氣體介质的温度和压力,从而显示氣體的标况体积流量。
◆测量介质: 氣體、液體、蒸气
◆口径规格 法蘭卡裝式口径选择 25,32,50,80,100
◆法蘭連接式口径选择 100,150,200
◆流量测量范围 正常测量流速范围 雷诺数1.5×104~4×106;氣體5~50m/s; 液體0.5~7m/s
正常测量流量范围 液體、氣體流量测量范围见表2; 蒸气流量范围见表3
◆测量精度 1.0級 1.5級
◆被測介質溫度:常溫–25℃~100℃
◆高溫–25℃~150℃ -25℃~250℃
◆输出信号 脉冲电压输出信号 高电平8~10V 低电平0.7~1.3V
◆脈沖占空比約50%,傳輸距離爲100m
◆脉冲电流远传信号 4~20 mA,传输距离为1000m
◆仪表使用环境 温度:-25℃~+55℃ 湿度:5~90% RH50℃
◆材质 不鏽鋼, 铝合金
◆电源 DC24V或锂电池3.6V
◆防爆等級 本安型iaIIbT3-T6
◆防护等級 IP65
HL-LU系列渦街流量計产品选型

代號

通徑

液體標准範圍m³/h  可选范围m³/h  氣體标准范围m³/h  可选范围m³/h

HL-LU-15

DN15

1~6                            0.8~8

5~30    5~60

蒸汽流量請查看說明書,DN300以上推薦使用 插入式渦街流量計

HL-LU-20

DN20

1.2~8                        1~15

6~50    6~60

HL-LU-25

DN25

2~16                         1.6~18

8~60    8~120

HL-LU-32

DN32

2.2~20                      1.8~30

14~100  14~150

HL-LU-40

DN40

2.5~25                      2~48

18~180  18~310

HL-LU-50
HL-LU-6
5

DN50
DN65

3.5~35                      3~70
6~60                          5~85

30~300  30~480
50~500         50~800

HL-LU-80

DN80

13~130                    10~170

70~700        70~1230

 HL-LU-100

DN100

20~200                    15~270

100~1000   100~1920

 HL-LU-125

HL-LU-150

DN125

DN150

30~300                     25~450

50~500                    40~630

150~1500  140~3000

200~2000   200~4000

HL-LU-200

DN200

100~1000               80~1200

400~4000   320~8000

HL-LU-250

DN250

150~1500               120~1800

600~6000   550~11000

 

代號

功能1

N

無溫壓補償

Y

有溫壓補償

 

代號

輸出型號

F1

4-20mA輸出(二線制)

F2

4-20mA輸出(三線制)

F3

RS485通訊接口

 

代號

被測介質

J1

液體

J2

氣體

J3

蒸汽

 

代號

連接方式

L1

法蘭卡裝式

L2

法蘭連接式

 

代號

功能2

E1

1.0

E2

1.5

T1

常溫

T2

高溫

T3

蒸汽

P1

1.6MPa

P2

2.5MPa

P3

4.0MPa

D1

內部3.6V供電

D2

DC24V供電

B1

不鏽鋼

B2

碳鋼

 

儀表的正確安裝是保障儀表正常運行的重要環節,若安裝不當,輕則影響儀表的使用精度,重則會影響儀表的使用壽命,甚至會損壞儀表。
(一) 安裝環境要求:
1. 尽可能避开强电设备、高频设备、强开关电源设备。仪表的供電电源尽可能与这些设备分离。
2. 避开高溫热源和辐射源的直接影响。若必须安装,须有隔热通风措施。
3. 避开高湿环境和强腐蚀氣體环境。若必须安装,须有通风措施。
4. 渦街流量儀表應盡量避免安裝在振動較強的管道上。若必須安裝,須在其上下遊2D處加設管道緊固裝置,並加防振墊,加強抗振效果。
5. 儀表最好安裝在室內,安裝在室外應注意防水,特別注意在電氣接口處應將電纜線彎成U形,避免水順著電纜線進入放大器殼內。
6. 儀表安裝點周圍應該留有較充裕的空間,以便安裝接線和定期維護。
(二)   儀表管道安裝要求
渦街流量儀表對安裝點的上下遊直管段有一定要求,否則會影響介質在管道中的流場,影響儀表的測量精度。儀表的上下遊直管段長度要求見圖
DN爲儀表工稱口徑                                                                單位:mm

 

:調節閥盡可能不安裝在渦街流量儀表的上遊,而應安裝在渦街流量儀表的下遊10D處。上、下遊配管內徑應相同。如有差異,則配管內徑Dp與渦街儀表表體內徑Db,應滿足以下關系
0.98Db≤Dp≤1.05Db
         上、下遊配管應與流量儀表表體內徑同心,它們之間的不同軸度應小于0.05Db
         儀表與法蘭之間的密封墊,在安裝時不能凸入管內,其內徑應比表體內徑大1-2mm
         測壓孔和測溫孔的安裝設計。被測管道需要安裝溫度和壓力變送器時,測壓孔應設置在下遊3-5D處,測溫孔應設置在下遊6-8D處,見圖。D爲儀表工稱口徑,單位:mm
儀表在在管道上可以水平、垂直或傾斜安裝。
        测量氣體时,在垂直管道安装仪表,氣體流向不限。但若管道内含少量液體,为了防止液體进入仪表测量管,气流应自下而上流动,如图(四)a所示
        测量液體时,为了保证管内充满液體,所以在垂直或倾斜管道安装仪表时,应该保证液體流动方向从下而上。若管道内含少量氣體,为了防止氣體进入仪表测量管,仪表应安装在管线的较低处
如圖所示



渦街流量計的测量原理视频请参见http://www.tudou.com/programs/view/Rha5j2u40Kw/

 

 
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