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    靶式流量計

    靶式流量計概述

    靶式流量計采用了最新型電容式力傳感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,是一款適用于高粘度、低雷諾數及含有微小顆粒的流體和氣體測量的智能流量計。采用電容式力傳感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、抗雜質性能,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,目前已廣泛應用于鋼鐵、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,因其自身的動能通過阻流件(靶片)時而產生的壓差,并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,經剛性連接的傳遞件(測桿)傳至雙電容傳感器,雙電容傳感器產生電容差經高精度AD芯片進行處理,直接輸出數字信號,由此,通過AD轉換及計算機處理后,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)、雙電容傳感器(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傳感器,因此,用戶提供準確的計量對象及參數,生產廠家選用合適的電容力傳感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.采用大屏液晶顯示,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),無任何泄漏點,可耐42MPa高壓;

    5.儀表內設自檢程序,故障現象一目了然;

    6.傳感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,如選擇在線插入式,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.具有可選小信號切除、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.重復性好,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)而改變流量范圍;

    16.安裝簡單方便,極易維護;

    17.多種輸出形式,能遠傳各種參數;

    18.抗震動性強,一定范圍內可測脈動流。


    靶式流量計技術指標

    靶式流量計技術參數對照表


    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

    連接短管及法蘭公稱直徑氣體采用DN100mm,液體采用DN50mm,法蘭規格采用國標1.6MPa、2.5MPa、4.0MPa,密封面形式RF。

    連接法蘭規格

    a、法蘭規格:公稱壓力0.6MPa~42.0MPa;

    b、法蘭尺寸主要采用國家標準GB/T系列,并可采用化工行業標準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采用水平、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,用戶應對流量計殼體采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,也要采取防凍措施;

    c.為保證流量計準確計量,要求設置前后直管段;(圖8)

    d.為保證流量計在檢查及更換時不影響系統工作,應盡量設置旁通閥(3)及切斷閥(1、2);(圖8)

    e.因工藝需要可采用垂直安裝,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盡量相同,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于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.對于新完工的工藝管道,應先進行初步吹掃后再安裝流量計;

    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.流量計連接法蘭規格執行GB/T系列標準,也可以根據用戶要求特殊加工(以出廠效驗單為準)。

    靶式流量計管道式安裝示意圖

    1、2、3分別為前后閥和旁通閥;4為流量計,L≥10D和L≥5D分別為前后直管段長度,D為管道公稱直徑。

    靶式流量計插入式安裝示意圖

    2.流量計設置零點

    注:(流量計安裝后必須先進置零操作)

    由于電容式力傳感器及阻流件有自重,在流量計安裝時不在水平方位狀況下,需要重新設置流量計零點。

    操作程序為:(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后置零)

    靶式流量計設置零點圖

    a.關閉流量計下游的閥門;

    b.緩慢打開流量計上游閥門,使流量計充滿介質;

    c.緩慢打開流量計下游閥門,使流量計運行10分鐘左右;

    d.關閉流量計上、下游閥門,并確定管道內流量為零;

    e.用白紙或手指按在“ZERO”位置不小于3S;見(圖10)

    靶式流量計設置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后端安裝閥門、彎頭等極大改變流體流態的部件。

    如果需要在流量計前后管道上安裝閥門、彎頭等部件也應盡量保證前后直管段長度。


    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.脈沖輸出:0~1000Hz;內阻1000Ω;電源:16-32VDC;10mA(帶背光20mA);

    c.RS485接口: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范圍內任-輸出電流及對應流量值。

    3.0~1000HZ脈沖輸出特性(圖5)

    靶式流量計脈沖輸出特性圖

    4.儀表接線

    a.流量計信號輸出線電氣連接口規格為:M20×1.5

    b.4~20mA電流輸出為二線制(圖6)

    c.脈沖輸出為三線制(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參數的電池,我公司電池可使用兩年。(可向我廠咨詢或購買)

    為提高電池的使用時間,可通過修改濾波系數LP參數,該值設置越大,則代表可以使用更長時間,但流量計采集速度將會變慢。


    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,需要實時采集溫度、壓力參數,并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,采用插值算法自動對流量系數進行校正,可精度的校正流量計的線性誤差。

    流量計可設置9個流量修正系數,分別對10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%的測量點,所有修正系數值默認小數后3位,均為流量系數C1為基礎。

    修正方法:實際流量系數=(*C)×C1/1000;

    舉例:2C=1010,3C=1004,當前瞬時流量是滿程的25%,進行插值算法,則25%點的修正系數為1007;

    實際流量系數=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,可通過溫度修正值進行修正,修正計算方法如下:

    測量結果=采集溫度-(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設備 第1部分:通用要求》,GB3836.2-2000 GB3836.2-2000《爆炸性氣體環境用電氣設備 第2部分:隔爆型“d”》及GB3836.4-2000《爆炸性氣體環境用電氣設備 第4部分:本質安全型“i”》標準規定的要求,產品防爆標志為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.周圍環境相對濕度:≤95%RH(+25℃)

    d.隔爆型流量計可適用于含有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于含有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.用戶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.有防爆標志和防爆合格證編號,并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性能的缺陷;

    d.用戶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.用戶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.產品有冗余引入口,必須用我公司提供的堵頭堵封。

    i.防爆產品使用一定周期后,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設備 第1部分:通用要求》、GB3836.4-2000《爆炸性氣體環境用電氣設備 第4部分:本質安全型“i”》標準,防爆標志為:ExiaⅡCT4,它適用于0區、1區、2區,含有ⅡA~ⅡC類爆炸性氣體混合物場所。

    b.本安參數: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設備 第15部分:危險場所電氣安裝(煤礦除外)》的有關規定進行。并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性能的元器件和結構。

    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.當產品用于連接爆炸性環境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.本安系統參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接電纜(或導線)允許總的最大分布電容和電感,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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