靶式流量計概述

靶式流量計采用了*新型電容式力傳感器作為測量和敏感傳遞元件,同時(shí)應用了*新數字技術(shù)和微電子技術(shù),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(chǎn)品真正實(shí)現高精度、高穩定性的關(guān)鍵所在。靶式流量計既具有傳統孔板、渦街等流量計無(wú)可動(dòng)部件的特點(diǎn),同時(shí)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(zhì)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(jià)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(huán)保等各個(gè)領(lǐng)域的流量測量。

靶式流量計產(chǎn)品分類(lèi)圖


靶式流量計工作原理

當介質(zhì)在測量管中流動(dòng)時(shí),因其自身的動(dòng)能通過(guò)阻流件(靶片)時(shí)而產(chǎn)生的壓差,并對阻流件有一作用力,其作用力的大小與介質(zhì)流速的平方成正比。阻流件(靶片)接受的作用力F,經(jīng)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(chǎn)生電容差經(jīng)高精度AD芯片進(jìn)行處理,直接輸出數字信號,由此,通過(guò)AD轉換及計算機處理后,即可得到相應的瞬時(shí)流量和累積總量,其工作原理見(jiàn)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(zhì)和工況,必須選用相適應的雙電容傳感器,因此,用戶(hù)提供準確的計量對象及參數,生產(chǎn)廠(chǎng)家選用合適的電容力傳感器是產(chǎn)品能否計量準確的關(guān)鍵。其結構如右(圖2):

靶式流量計結構圖


靶式流量計特點(diǎn)

1.采用大屏液晶顯示,可同時(shí)顯示多組參量,讀數更直觀(guān);

2.整臺儀表在設計中無(wú)可動(dòng)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(zhì)(如哈氏合金,鈦等);

4.整機可做成全密封無(wú)死角(焊接形式),無(wú)任何泄漏點(diǎn),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(zhì)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(xiàn)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(zhì)量或標方;

9.具有可選小信號切除、非線(xiàn)性修正、濾波時(shí)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(zhì)能力特強;

15.可根據實(shí)際需要更換阻流件(靶片)而改變流量范圍;

16.安裝簡(jiǎn)單方便,*易維護;

17.多種輸出形式,能遠傳各種參數;

18.抗震動(dòng)性強,一定范圍內可測脈動(dòng)流。


靶式流量計技術(shù)指標

靶式流量計技術(shù)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(chēng)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(chēng)壓力0.6MPa~42.0MPa;

b、法蘭尺寸主要采用**標準GB/T系列,并可采用化工行業(yè)標準HG系列、機械行業(yè)標準JB/T系列,也可協(xié)商提供按照客戶(hù)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(chǎng)效驗單為準);

b.介質(zhì)工作溫度在300度以上時(shí),用戶(hù)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(zhì),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(shí)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(zhì)流向可由下至上,也可由上至下,但訂購時(shí)應向供貨方說(shuō)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(dòng)干擾,造成計量誤差;

g.法蘭式和夾裝式流量計安裝時(shí),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(chǎn)生干擾流而影響計量精確度;

h.插入式流量計安裝時(shí),將短管及法蘭焊到管道上時(shí)必須確保流體正對著(zhù)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(jìn)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(zhì)流向;

k.流量計殼體必須可靠接地,若無(wú)接地條件應向廠(chǎng)方說(shuō)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(hù)要求特殊加工(以出廠(chǎng)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(cháng)度,D為管道公稱(chēng)直徑。

靶式流量計插入式安裝示意圖

2.流量計設置零點(diǎn)

注:(流量計安裝后必須先進(jìn)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(shí)不在水平方位狀況下,需要重新設置流量計零點(diǎn)。

操作程序為:(也可在管道內無(wú)介質(zhì)流動(dòng)時(shí)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(diǎn)圖

a.關(guān)閉流量計下游的閥門(mén);

b.緩慢打開(kāi)流量計上游閥門(mén),使流量計充滿(mǎn)介質(zhì);

c.緩慢打開(kāi)流量計下游閥門(mén),使流量計運行10分鐘左右;

d.關(guān)閉流量計上、下游閥門(mén),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(jiàn)(圖10)

靶式流量計設置零點(diǎn)操作功能說(shuō)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(mén)、彎頭等*大改變流體流態(tài)的部件。

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


靶式流量計接線(xiàn)

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(xiàn)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(xiàn)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*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(mǎn)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(xiàn)

a.流量計信號輸出線(xiàn)電氣連接口規格為:M20×1.5

b.4~20mA電流輸出為二線(xiàn)制(圖6)

c.脈沖輸出為三線(xiàn)制(圖7)

靶式流量計接線(xiàn)圖

b、3.6V電池供電型

3.6V電池供電型的流量計,無(wú)法顯示電池的容量,當電池電壓越來(lái)越低時(shí),顯示會(huì )慢慢變模糊,應**更換電池。更換電池應為相同技術(shù)參數的電池,我公司電池可使用兩年。(可向我廠(chǎng)咨詢(xún)或購買(mǎi))

為提高電池的使用時(shí)間,可通過(guò)修改濾波系數LP參數,該值設置越大,則代表可以使用更長(cháng)時(shí)間,但流量計采集速度將會(huì )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(zhì)密度受溫度、壓力變化的影響較大時(shí)(如氣體類(lèi)),流量計測量的結果將會(huì )產(chǎn)生較大誤差,為了得到較高的測量精度,需要實(shí)時(shí)采集溫度、壓力參數,并計算出實(shí)時(shí)工況的介質(zhì)密度,從而可得到準確的質(zhì)量流量。

2.流量非線(xiàn)性修正

為提高流量計的測量精度,采用插值算法自動(dòng)對流量系數進(jìn)行校正,可精度的校正流量計的線(xiàn)性誤差。

流量計可設置9個(gè)流量修正系數,分別對10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%的測量點(diǎn),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(shí)際流量系數=(*C)×C1/1000;

舉例:2C=1010,3C=1004,當前瞬時(shí)流量是滿(mǎn)程的25%,進(jìn)行插值算法,則25%點(diǎn)的修正系數為1007;

實(shí)際流量系數=C1×(1007/1000);

3.溫度修正

當流量計具備溫度補償時(shí),所以安裝位置、引線(xiàn)等可能存在測量誤差,當出現此種情況時(shí),可通過(guò)溫度修正值進(jìn)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(chǎng)使用圖


靶式流量計危險場(chǎng)所安裝和防爆型產(chǎn)品的注意事項

電容式靶式流量計(以下簡(jiǎn)稱(chēng)流量計)防爆型產(chǎn)品,經(jīng)**防爆電氣產(chǎn)品質(zhì)量監督檢驗中心(CQST)檢驗,符合GB3836.1-2000 GB3836.1-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 *1部分:通用要求》,GB3836.2-2000 GB3836.2-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 *2部分:隔爆型“d”》及GB3836.4-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 *4部分:本質(zhì)安全型“i”》標準規定的要求,產(chǎn)品防爆標志為ExdⅡCT4、ExiaⅡCT4。

1.流量計在下列環(huán)境條件下應能正常工作

a.大氣氣壓:86~106KPa

b.周?chē)h(huán)境溫度:-20℃~+60℃(8oF-140oF)

c.周?chē)h(huán)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(chǎng)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(chǎng)所;

2.用戶(hù)在安裝使用流量計時(shí)應注意下列事項

(安裝前須進(jìn)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(chǎng)所要求一致;

b.隔爆外殼各零部件聯(lián)接正確,緊固可靠;

c.所有隔爆零件應無(wú)裂紋和影響隔爆性能的缺陷;

d.用戶(hù)在使用流量計時(shí)應可靠接地;

e.隔爆型產(chǎn)品在現場(chǎng)使用,維護時(shí)必須遵守“嚴禁帶電開(kāi)蓋”的原則;拆裝時(shí),注意保護隔爆面和螺紋隔爆面不得磕碰和劃傷。

f.用戶(hù)不得自行隨意更換產(chǎn)品的電氣元件及系統配接狀態(tài);

g.隔爆型產(chǎn)品的引入電纜*小外徑為φ6mm;

h.產(chǎn)品有冗余引入口,必須用我公司提供的堵頭堵封。

i.防爆產(chǎn)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(zhì)時(shí)應及時(shí)更換,我公司有配件,須在我公司購買(mǎi)。

3.本安型防爆產(chǎn)品還應注意

a.本產(chǎn)品符合GB3836.1-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 *1部分:通用要求》、GB3836.4-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 *4部分:本質(zhì)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(lèi)爆炸性氣體混合物場(chǎng)所。

b.本安參數:Ui=28VDC,Ii=93mA,Po=0.65W,Ci=0.045uF,Li=0.33mH;

c.產(chǎn)品安裝應按照GB3836.15-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 *15部分:危險場(chǎng)所電氣安裝(煤礦除外)》的有關(guān)規定進(jìn)行。并由專(zhuān)業(yè)人員負責安裝。經(jīng)過(guò)防爆認證合格的產(chǎn)品。不允許隨意更換或改動(dòng)影響防爆性能的元器件和結構。

d.本產(chǎn)品必須與取得防爆合格證安全柵同時(shí)使用,安全柵須裝在安全場(chǎng)所,其安裝、使用、維護必須遵守安全柵使用說(shuō)明書(shū);

e.當產(chǎn)品用于連接爆炸性環(huán)境0區的本安型產(chǎn)品時(shí),向安全柵供電的電源變壓器須符合GB3836.4-2000標準*8.1條款要求。

f.本安系統接線(xiàn)(圖11)

靶式流量計本安系統接線(xiàn)圖

g.安全場(chǎng)所[Exia]ⅡC   危險場(chǎng)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(chǎn)品之間連接電纜(或導線(xiàn))允許總的*大分布電容和電感,Uo:安全柵的*高輸出電壓,Io:安全柵的*大輸出電流,Po:安全柵的*大輸出功率,Lo:安全柵允許的*大外部電感,Co:安全柵允許的*大外部電容;Ui:本安產(chǎn)品的*高輸入電壓,Ii:本安產(chǎn)品的*大輸入電流,Pi:本安產(chǎn)品的*大輸入功率,Li:本安產(chǎn)品的*大內部電感,Ci:本安產(chǎn)品的*大內部電容。符號詳細意義見(jiàn)GB3836.4-2000標準。