气体流量计生产厂家

专家指导选型 24小时售后服务
当前位置:网站首页 > 涡街资料 >

压缩空气测量涡街流量计工作原理特点使用案例

时间:2018/04/15来源:未知

摘 要:本文阐述了涡街流量计的工作原理及特点,介绍了利用SCLUG型涡街流量传感器和SC908型智能流量积算仪对高压风进行计量的测量系统构成,并结合使用经验就安装和运行过程中的注意事项提出了合理的建议。
 
一、涡街流量计工作原理及特点
 
        涡街流量计是基于卡门涡街原理进行测量的一种具有国际先进水平的流量计,由于它具有其他流量计不可兼得的优点,自20世纪70年代以来得到了迅速发展,据有关资料显示,现在日本、欧美等发达国家使用涡街流量计的比例大幅度上升,已广泛应用于各个领域,将在未来流量仪表中占主导地位,是孔板流量计最理想的替代产品。
 
        涡街流量计在测量管道中设置一个垂直的柱状物,流体通过柱状物两侧交替地产生有规则的旋涡,这种旋涡也被称为卡门涡街。卡门涡街的释放频率与流体的流动速度及柱状物的宽度有关,可用下式表达:
        QQ截图20160808100334.jpg
 
        式中f-卡门涡街的释放频率;Sr-传感器系数(称为斯特罗哈数);v-流速;d-柱状物的宽度
 
        由此公式可见,在仪表系数Sr和柱状物宽度d不变的情况下,卡门涡街的频率与流体的流速成正比,因此,通过测量卡门涡街的释放频率就可计算出管道内流体的瞬时流量。SCLUG系列涡街流量传感器的旋涡释放频率是根据旋涡交替地作用于检测传感器上的应力,通过在它内部的压电元件来检测出的。
 
二、测量系统组成
 
        对高压风的流量测量系统由淮安华云SCLUGB涡街流量传感器和SC-908智能流量积算仪组成。涡街传感器主要是由传感器(内有放大板)、连杆、漩涡发生器组件(内有三角柱、探头)构成,可用于过热蒸汽、饱和蒸汽、压缩空气和一般气体的测量。在本测量系统中,涡街流量传感器安装在垂直管道上,它将与高压风流量相对应的脉冲信号发送给智能流量积算仪。SC-908智能流量积算仪采用先进的单片机技术,可配合涡街流量传感器或孔板流量传感器进行流量测量,它具有全中文液晶显示屏,可以显示瞬时流量、瞬时热量、累计流量、累计热量、涡街频率、介质压力温度、密度、时间和日期等多种信息,还具有小流量自动补偿、停电流量补偿、自动抄表等丰富的功能。接入温度压力信号还可以自动进行温度压力补偿。它将来自流量传感器的脉冲信号转换为瞬时流量并进行累积用于就地显示,并输出一个与瞬时流量成正比的4~20mA的信号,以方便同DCS的连接。
压缩空气测量涡街流量计工作原理特点使用案例
三、使用中的注意事项
 
1.正确地安装
 
正确安装传感器是确保测量精确可靠的首要前提,若在安装地点和方式选择上失误轻者影响测量精度,重者会影响传感器的使用寿命,甚至损坏传感器。
 
①保证适当的直管段
 
        安装传感器时,一般要求上游直管段长度15-40DN,下游段长度5DN,可根据上下游管道的情况适当调整,以保证测量精度。传感器也应避免在架空的非常长的管道上安装传感器,这样时间一长后,由于传感器的下垂容易使传感器与法兰间的密封泄漏,若不得已要安装时,必须在传感器的上下游2D处分别设置管道支架等紧固装置。
 
②避免较强的振动
 
        传感器应避免安装在振动较强的管道上,若不得已要安装时,必须采用减振措施,在传感器的上下游2D处分别设置管道紧固装置,并加防震垫。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。
 
③根据测量流体选择合适的安装方式
 
        在对高压风测量时,可以选择将传感器安装于水平管道或垂直管道上,但如果高压风中水份含量较高,水平安装时传感器应安装在管线的较高处,垂直安装时气体流向应由下向上。无论水平或垂直安装,流体流向必须与传感器表体上的流向箭头保持一致。
 
④对外部环境的要求
 
        传感器避免安装在温度变化很大的场所和设备的热辐射范围内,若必须安装,应有隔热通风措施。在潮湿、含有腐蚀性气体的环境中安装时,必须做好防潮及隔离措施。另外,因为电噪声会干扰传感器的正确测量,因此安装位置要远离大功率变压器、电机等干扰设备。
 
2.正确设定参数
 
        SC-908智能流量积算仪具有良好的全中文界面,以方便用户操作。正确进行参数设定,是保证计量精度的前提。测量介质选择空气,因为对高压风的体积流量计量不需要压力温度补偿,因此测量信号设置为工作状态下的体积流量,输入信号选择频率,瞬时流量的单位默认为m3/h,不需要用户设定。

  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、蒸汽等多种介质。其特点是压力损失小,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。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。
 
  涡街流量计测量压缩空气注意事项:
 
  1、振动影响
 
  压缩空气有空压机或高压风机产生。这些设备运行时,都有不同程度的振动,有时振动还比较强烈,这种振动会通过连接管道传送出来。在涡街流量计的选型和确定位置时,应充分考虑这一影响因素,在各种不同的检测方法中,由于检测元件不同,仪表的抗振性能也不相同。对于检测元件的涡街,抗振性可达到0.5~1G。在确定涡街流量计的安装位置时,应尽量远离空压机和风机等动力设备。
 
  2、较小流量问题
 
  涡街信号的幅值与被测介质的流速平方和密度成正比。也就是说,当涡街流量计的检测灵敏度一定时,流体的工作压力提高,密度增大,测量的流速可以降低一些,反过来,在一定的流速下,如果流体的工作压力升高,密度增大,涡街信号幅值也随之提高,可把检测灵敏度调低。对于常压气体,涡街流量计的下限流速可达4~5m/s。对于有压气体,例如:压缩空气,由于密度增大,下限流速则会降低。所以在选型时,要考虑实际工况流量。
 
  3、脉动流影响
 
  由于风机和压缩机输出的气体,大多含一定成分的脉动。罗茨风机输出的气体,其脉动频率和幅值与腰轮的转速和定排量体积有关,通常脉动频率为100~200HZ;而往复式压缩机输出气体的频率较低,一般仅几赫兹。另外,有些用气设备,如果空气锤、风动工具等也会造成气流的脉动,且这种脉动的频率和幅值均具有随机性。


   压缩空气流量计主要用于工业管道中蒸汽介质流体的流量测量,蒸汽涡街流量计特点是压力损失小,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。压缩空气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。

  压缩空气流量计

ZNLU压缩空气流量计工作原理:
    在蒸汽流体中设置三角柱型旋涡发生体,则从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡,这种旋涡称为卡门旋涡,如右图所示,旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。
设旋涡的发生频率为f,被测介质平均流速为 ,旋涡发生体迎流面宽度为d,表体通径为D,即可得到以下关系式:
 f=SrU1/d=SrU/md                     (1)
式中  U1--旋涡发生体两侧平均流速,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

 管道内体积流量qv为
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。当测量气体流量时,VSF的流量计算式为(4)
图2 斯特劳哈尔数与雷诺数关系曲线

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气体压缩系数。
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。

压缩空气流量计便是依据卡门旋涡原理进行封闭管道流体流量测量的新型流量计。因其具有良好的介质适应能力,无需温度压力补偿即可直接测量蒸汽、空气、气体、水、液体的工况体积流量,配备温度、压力传感器可测量标况体积流量和质量流量,是节流式流量计的理想替代产品。为提高压缩空气流量计的耐高温及抗振动性能,我公司新近开发出了SKLUG改进型涡街流量传感器,因其独特的结构和选材使该传感器可在高温(350℃)、强振动(≤1g)的恶劣工况下使用。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多重作用,其结构尺寸小,仅为工艺管内径的1/3,与涡街流量计作成一体,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,电池供电的就地显示型压缩空气流量计采用微功耗高新技术,采用锂电池供电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。温度补偿一体型涡街流量计还带有温度传感器,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,用于气体流量测量可直接测量出气体介质的温度和压力,从而显示气体的标况体积流量。
◆ZNLU压缩空气流量计测量介质: 气体、液体、蒸气
◆ZNLU压缩空气流量计口径规格 法兰卡装式口径选择 25,32,50,80,100
◆ZNLU压缩空气流量计法兰连接式口径选择 100,150,200
◆ZNLU压缩空气流量计流量测量范围 正常测量流速范围 雷诺数1.5×104~4×106;气体5~50m/s; 液体0.5~7m/s
正常测量流量范围 液体、气体流量测量范围见表2; 蒸气流量范围见表3
◆测量精度 1.0级 1.5级
◆被测介质温度:常温–25℃~100℃
◆高温–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
◆脉冲占空比约50%,传输距离为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 不锈钢, 铝合金
◆电源 DC24V或锂电池3.6V
◆防爆等级 本安型iaIIbT3-T6
防护等级 IP65

ZNLU压缩空气流量计产品选型表:

代号

通径

流量范围㎡/h

ZNLU-25

DN25

1~10(液体)

25~60(气体)

蒸汽流量请查看说明书,DN300以上推荐使用插入式涡街流量计

ZNLU-32

DN32

1.5~18(液体)

15~150(气体)

ZNLU-40

DN40

2.2~27(液体)

22.6~150(气体)

ZNLU-50

DN50

4~55(液体)

35~350(气体)

ZNLU-80

DN80

9~135(液体)

90~900(气体)

ZNLU-100

DN100

14~200(液体)

140~1400(气体)

ZNLU-150

DN150

32~480(液体)

300~3000(气体)

ZNLU-200

DN200

56~800(液体)

550~5500(气体)

 

代号

功能1

N

无温压补偿

Y

有温压补偿

 

代号

输出型号

F1

4-20mA输出(二线制)

F2

4-20mA输出(三线制)

F3

RS485通讯接口

 

代号

被测介质

J1

液体

J2

气体

J3

蒸汽

 

代号

连接方式

L1

法兰卡装式

L2

法兰连接式

 

代号

功能2

E1

1.0级

E2

1.5级

T1

常温

T2

高温

T3

蒸汽

P1

1.6MPa

P2

2.5MPa

P3

4.0MPa

D1

内部3.6V供电

D2

DC24V供电

B1

不锈钢

B2

碳钢


常见问题推荐
资料查询
价格咨询
江苏华云仪表有限公司
销售电话:0517-86996066
公司传真:0517-86883033
手 机:18915186518
E-mail:[email protected]
公司地址:江苏省淮安市金湖县工业园同泰大道99号