氖氣流量計

優(yōu)點(diǎn)

流量傳感器輸出為脈沖頻率.其頻率與被測流體的實(shí)際流量成線(xiàn)性.零點(diǎn)無(wú)漂移.性能十分穩定.結構形式多樣.有管段式、插入式流量傳感器形式:

精確度較高.通常液體的測量精度為±1.0%:氣體的測量精度為±1.5%

無(wú)可動(dòng)部件.可靠性高:

結構簡(jiǎn)單牢固_安裝方便.維護費用較低:

應用范圍廣泛.適用于如液體、氣體、蒸汽和部分混相流體:

測量量程范圍寬_在雷諾數為2×10~7×10范圍內，可達10:1:

通常測量液體體積流量時(shí)不需要補償:測量蒸汽質(zhì)量流量和氣體體積流，時(shí)需要進(jìn)行溫度。壓力補償:

壓損小(約為孔板流量計的1/4-1/2).屬于節能型流量?jì)x表:

安裝方式靈活根據現場(chǎng)工藝管道不同.可水平、垂直和不同角度傾斜安裝:

在一定雷諾數范圍內.輸出頻率信號不受流體物性(密度、粘度)和組分影響.即儀表系數僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸有關(guān)只需在一種典型介質(zhì)中標定而適用于各種介質(zhì)。

局限性

氖氣流量計不適用于低雷諾數測量(Re≤2×104，而且斯特勞哈爾數不是常數(詳見(jiàn)“不

同測量介質(zhì)的斯特勞哈爾數’圖中曲線(xiàn))的流體流量的測量.故在高粘度.低流速.小口徑

情況下應用受到限制。

氖氣流量計旋渦分離的穩定性受流速分布畸變及旋轉流的影晌.應根據上游側不同形式

的阻流件配置足夠長(cháng)的直管段或裝設流動(dòng)調整器(整流器).一般可借鑒節流式差壓流量計

的直管段長(cháng)度要求安裝。

力敏檢測法氖氣流量計對管道機械振動(dòng)較敏感不宜用于強振動(dòng)場(chǎng)所。

脈動(dòng)流和旋轉流會(huì )對氖氣流量計產(chǎn)生嚴重影晌。如果脈動(dòng)頻率與渦街頻率帶合拍可能會(huì )

引起諧振破壞正常工作和設備.使渦街信號產(chǎn)生“鎖定”現象.這時(shí)信號固定于某一頻率.

“鎖定”與脈動(dòng)幅值.旋渦發(fā)生體形狀及堵塞比等有關(guān)，因此不適用。

不同測量介質(zhì)的斯特勞斯哈爾數

氖氣流量計是根據卡門(mén)渦街原理來(lái)測量流量的應力式氖氣流量計.信噪比高靈敏度高.零點(diǎn)穩定性好。信號處理電路采用單片機技術(shù)進(jìn)行數據處理_將CPU單元、儲存單元、顯示單元、通訊單元和其他功能模塊封裝在電路板上_同時(shí)具有RS-485接口、Hart協(xié)議、ModBus協(xié)議的可選通訊功能,有著(zhù)非常穩定的零點(diǎn)和精度。流量傳感器口徑從DN15-DN300,廣泛應用于測量過(guò)熱蒸汽、飽和蒸汽、壓縮空氣和一般氣體及液體的體積流量和質(zhì)量流量。

主要特點(diǎn)

氖氣流量計的是壓電晶體內置在旋渦發(fā)生體內.避免外置式引起流體擾動(dòng)無(wú)零點(diǎn)漂移，可靠性高。

佳美儀表通過(guò)長(cháng)時(shí)間對氖氣流量計進(jìn)行的大量波形分析.設計出了的探頭形狀。壁厚、高度、探頭桿直徑及與之相配套的壓電晶體采用的數控車(chē)床進(jìn)行加工確保加工的同軸度和光潔度等技術(shù)參數，配合特殊的工藝處理，從而限度的克服氖氣流量計存在的固有自振蕩頻率對信號的影響。

氖氣流量計的通用性很強，從而使流量傳感器具有良好的互換性.采用數控設備加工流量傳感器的表體和旋渦發(fā)生體等零部件.確保了加工精度的同時(shí).使得零部件(特別是旋渦發(fā)生體)的通用性強從而真正做到不會(huì )因零部件的更換而影響流量傳感器的重復性和精度:能產(chǎn)生信嗓比高、穩定性好的數據信號。

  結構簡(jiǎn)單牢固，無(wú)可動(dòng)部件，可靠性高，使用維護方便。

  測量量程范圍寬，在雷諾數為2×10~7×10范圍可達到10:1.

  檢測元件不與介質(zhì)接觸，性能穩定，使用壽命長(cháng).

  流量傳感器采用檢測探頭與旋渦發(fā)生體分離的方式安裝，而且耐高溫的壓電晶體密封在旋渦發(fā)生體內，使得氖氣流量計具有結構簡(jiǎn)單、通用性好和穩定性高的特點(diǎn)。

  輸出與流量成正比的脈沖信號、電流信號進(jìn)行信號遠傳.RS-485接口、Hart協(xié)議、ModBus協(xié)議的通訊功能，方便與計算機聯(lián)網(wǎng)。

  氖氣流量計測量液體體積流量時(shí)不需要溫度、壓力補償渦街輸出的信號實(shí)際上是與流速成線(xiàn)性關(guān)系的.也就是與體積流量成正比。測量氣體、蒸汽時(shí)需要進(jìn)行溫度、壓力補償。補償壓力和溫度的目的是為了得到氣體在標況下的體積流量或蒸汽的質(zhì)量流量。

  壓力損失小.僅為孔板的1/4-1/2。

  在一定的雷諾數范圍內，流量特性不受流體壓力。溫度、黏度、密度、成分的影響，僅與旋渦發(fā)生體的形狀和尺寸有關(guān).

  應用范圍廣.蒸汽.氣體.液體等流體流量均可測量。

結構類(lèi)型：管段式

測量流體：氣體(含蒸汽)液體

精確度：±15% ±10%

重復性：0.5% 0.33%

部件及材質(zhì)

傳感器表體(304不銹鋼)

旋渦發(fā)生體(304不銹鋼)

檢測探頭(316L不銹鋼)

連桿(304不銹鋼)

散熱器鋁合金

墊片耐高溫石棉墊，石墨墊片

供電電源

種電源方式：12VDC~30VDC供電

第二種電源方式：3.6V鋰電池供電(就地顯示型)

輸出信號：電壓脈沖，兩線(xiàn)制(4~20)mA模擬電流，RS-485通訊

表體處理:流量計表體采用不銹鋼噴砂，放大器外殼采用噴漆

電氣接口：M20*1.5

環(huán)境溫度：-20~+55℃

防爆等級：本安防爆型ExiaIICT4

相對濕度：5~90%

防護等級：IP65

大氣壓力：86~106KPa

選型注意事項

流量測量范圍

    氖氣流量計不適用測量低留諾數(Re≤2x104)流體.低雷諾數時(shí)斯特勞哈爾數隨著(zhù)雷諾數而變.儀表精度變差.流體粘度高會(huì )顯著(zhù)影響甚至阻礙旋渦的產(chǎn)生。因此請嚴格按本選型手冊規定的流量范圍進(jìn)行選型。為使儀表工作穩定.使常用流量處于氖氣流量計量程的30-70%范圍內。

高溫型

    當流體溫度≥250℃時(shí)必須選用高溫型氖氣流量計。

插入式溫度

    普通型插入式氖氣流量計只能用于流體溫度≤20℃的場(chǎng)合.高溫型插入式氖氣流量計只能用于流體溫度≤270℃的場(chǎng)合。

溫壓補償

    通常測量液體體積流量時(shí)不需要補償.測量過(guò)熱燕汽質(zhì)量流量和標準狀態(tài)下氣體體積流量時(shí)需要進(jìn)行溫度、壓力補償:測量飽和蒸汽質(zhì)量流量時(shí)只搖進(jìn)行壓力(或溫度)補償。

流體的臟污性質(zhì)

    氖氣流量計適用的流體比較廣泛.但對于流體的臟污性質(zhì)要注意.因為含固體微粒的流體對旋渦發(fā)生體的沖刷會(huì )產(chǎn)生噪音.磨損旋渦發(fā)生體.若含有的短纖維纏繞在旋渦發(fā)生體上將改變儀表系數。

氖氣流量計在混相流體中測量，一般可用于含分散、均勻的微小氣泡.但容積含氣率應小于2%的氣液兩相流:可用于含分散均勻的固體微粒但容積含固率應小于2%的固液兩相流。

選型方法

1 氖氣流量計的通徑選型

  儀表通徑及規格選擇很重要，要遵循一定的原則進(jìn)行選擇，選擇測量流傳感器的通徑應考慮以下三點(diǎn)，以便流量傳感器保持良好的工作狀態(tài):

(1)選擇流量傳感器,應使它的公稱(chēng)通徑適當能縮小一些,以取得較大的流速和合適的流量量程。

(2)測量液體的流量時(shí)要確認管道的工藝管道的壓力對于較小的公稱(chēng)通徑而言有足夠大(背壓)，避免氣穴產(chǎn)生。在液體、氣體和飽和蒸汽測量時(shí)氖氣流量計產(chǎn)生的壓力損失對生產(chǎn)工藝影響最小。

(3)為了方便選型可通過(guò)簡(jiǎn)單的計算和查本手冊的相關(guān)數據表格結合的辦法進(jìn)行選型。

氖氣流量計的通徑選型步驟如下:

首先必須明確以下工藝參數

(1)流體名稱(chēng)、組分                  (3)工作狀態(tài)下的、常用及壓力和溫度

(2)工作狀態(tài)的、常用及最小流量  (4)工作狀態(tài)下所測量介質(zhì)的粘度

液體流量通徑選型

    按工作狀態(tài)的、常用、最小流量選擇合適的通徑，并計算流體流動(dòng)時(shí)的下限留諾數，確保其雷諾數Re>2x104:同時(shí)計算壓力損失和背壓.

氣體流里通徑選型

    按工作狀態(tài)的.常用二小流，選擇合適的通徑.并計算流休流動(dòng)時(shí)的下限雷諾數.確保其雷諾數Re≥2×104:同時(shí)計算壓力損失和背壓。

氖氣流量計的輸出信號是與工作狀態(tài)的體積流量成正比的，因此如已知氣體流量是標準狀態(tài)下的體積流量或質(zhì)量流量時(shí)，應把它換算成工作狀態(tài)下的體積流量。

式中:qv, qn—分別為工作狀態(tài)和標準狀態(tài)下的體積流量.(單位:m3/h)

     P，Pn—分別為工作狀態(tài)和標準狀態(tài)下的壓力，(單位:Pa)

T,Tn—分別為工作狀態(tài)和標準狀態(tài)下的熱力學(xué)溫度.(單位:K)

工作狀態(tài)下戒指密度ρ和體積流量qv

式中：ρ,ρn—分別為工作狀態(tài)和標準狀態(tài)下的介質(zhì)密度,(單位:kg/m3)其他符號同上

式中:qv, qm—分別為體積流量和質(zhì)量流量

2.雷諾數、壓力損失和背壓的計算

    在氖氣流量計選擇流量傳感器通徑時(shí).主要是對流量下限值進(jìn)行核算雷諾數.它應該滿(mǎn)足兩個(gè)條件:最小雷諾數不應低于下限雷諾數:對于應力式氖氣流量計,在下限流量時(shí)旋渦強度應不低于流量傳感器旋渦強度的設計值(旋渦強度與升力PU2成比例關(guān)系.取決于旋渦發(fā)生體的設計)。在測量介質(zhì)為液體時(shí)，還應檢查最小工作壓力是否高于工作溫度下的飽和蒸汽壓.即是否產(chǎn)生氣穴現象。

雷諾數:雷諾數Re是一個(gè)表征流體慣性力與粘性力之比的無(wú)量綱量

式中:Q—體積流量(單位:ma/h) D—流量傳感器內徑(單位:mm)

     v—運動(dòng)粘度(單位:M2/S)

壓力損失:△P

式中:△P—壓力損失(單位:kg/cm2 ).ρ-流體密度(單位:kg/m3).V—流速(單位:m/s )

背壓:流量傳感器下游的管道壓力

式中:P—流量傳感器下游3.5-7.5D的最小管道壓力.(單位:kg/cm2abs)

     P0—液體的飽和蒸汽壓力.(單位:kg/cm2abs)

     △P—壓力損失.(單位:kg/cm2)

3.耐壓、耐溫等級的選型

    流量傳感器耐壓等級根據工藝條件下操作壓力的1.2倍或以上進(jìn)行選擇;

    應力式氖氣流量計采用壓電晶體作為檢測元件，受溫度限制，長(cháng)期工作溫度為普通型滿(mǎn)管式:

-40~250℃、高溫型滿(mǎn)管式:-40~350℃、普通型插入式:-40~120℃、高溫型插入式:-40~250℃

4.防護等級選型

    根據現場(chǎng)的生產(chǎn)工藝防護要求進(jìn)行選擇。

5.防爆等級選型

    根據工藝現場(chǎng)的生產(chǎn)工藝防爆要求進(jìn)行選擇，防爆型式有無(wú)防爆、隔爆型、本安型三種供選擇。

6.輸出信號的選型

根據計量和控制的要求可選4-2OmA、脈沖、RS-485(自定義協(xié)議)、HART, RS-485(ModBus協(xié)議)

選型步驟

步:詳細了解流量傳感器測量介質(zhì)及相關(guān)工藝參數

氖氣流量計的正確選型需要詳細了解以下工藝參數

在氖氣流量計的選型時(shí)，要注意以下幾點(diǎn):

  氖氣流量計是一種速度式流量傳感器.旋渦分離的穩定性受流速分布影響.故對直管段有一定要求.請按本手冊安裝要求實(shí)施:

  測量液體時(shí),上限流速受壓損和氣蝕現象限制,一般為5.5m/s:

  測量氣體時(shí),上限流速受介質(zhì)可壓縮性限制,下限流速受雷諾數和傳感器靈敏度的限制,一般氣體、蒸汽的流速為7-55m/s(DN≥200為7-50m/s):

  應力式氖氣流量計對振動(dòng)較為敏感,故在振動(dòng)較大的管道安裝流量傳感器時(shí),須有減振措施:

  應力式氖氣流量計采用壓電晶體作為檢測元件_受溫度限制,長(cháng)期工作溫度為普通型滿(mǎn)管式:

  -40~250℃、高溫型滿(mǎn)管式:-40~350℃、普通型插入式:-40~120℃,高溫型插入式:-40~250℃

第二步 公稱(chēng)通徑的選擇