涡街流量计是根据卡门涡街原理研究生产的,主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸气等多种介质。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。涡街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、理想的测量仪器。
要求:
1、对外部环境的要求涡街流量计避免安装在温度变化很大的场所和收到设备热辐射,若2、必须安装时,须有隔热通风的措施。
3、传感器避免安装在含有腐蚀性气体的环境中,若必须安装时,须有通风措施。
4、传感器可以安装在室内,必须安装在室外时,须有防潮和防晒措施,注意水是否会顺5、着电缆线流入放大器盒内,接线时,在电气接口外部将电缆线弯成U型。
6、安装传感器的周围须有充裕的空间,应有照明灯和电源插座,以便安装接线和定期维护。
7、传感器的接线位置要远离电噪声,如大功率变压器、电动机和电源等。
8、传感器安装点附近不能有无线电收发机存在,否则高频噪声会干扰传感器的正常使用。
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涡街流量计的选用要结合工艺介质的特点、流量计的性能、经济性、安装及环境等方面来考虑,一般专业人员都可以做到。本文中重点说明几点需要特别注意的问题。
1)根据抗管道和流体振动情况选择
涡街流量计是根据在流体管道中设置阻力体来产生漩涡,检测漩涡的频率来测流量的。在工业生产中,振动是普遍存在和不可避免的,一般的工业振动频率大都在几赫到几千赫,涡街流量计的漩涡频率正好落在这个范围之内,如果安装涡街流量计的管道和流体发生振动,势必对涡街流量计的测量造成影响,所以涡街流量计必须有抗振补偿功能。
常用的涡街流量计有电容式、压电应力式、超声波式等种类,目前市场上这几种都有着较好的抗振能力,其中电容式、压电应力式只能抗二维震动,即对振动方向在纵向(顺流向)或与漩涡发生体轴线平行的方向振动,具有抗振能力,基本可以消除,但对抗横向(与漩涡升力方向一致)振动能力很弱,而超声波式具有抗三维振动能力。因此在一般场合,振动加速度小于1g,振动频率小于500Hz、振幅小于2.1mm(用手摸有较强烈的振感,有握不住的感觉),三种流量计都可以满足要求,但在振动特别强烈的场合,或有升力方向振动的场合,选用超声波流量计比较合适。
2)根据所测介质情况选择
一般涡街流量计可以测量气体、液体和蒸汽介质的流量,但由于各种介质特性千差万别,传感器结构形式各种各样,其适应性也不同。压电应力式和电容式涡街流量计应用范围较广,但在测低密度和低流速气体流量时,由于受到漩涡能量的限制,发生漩涡不强烈信号低,电容式涡街流量计由于存在两个导压孔,不易测量赃物介质;超声波式虽然能测量低流速介质流量,但对脉动较敏感;具体情况如下:
2.1)对于介质中含有粉尘和固体颗粒或悬浮物的流体不宜选用电容涡街流量计。因为在漩涡发生体两侧有两个导压小孔,容易堵塞,使输出信号为零。凡是带有导压小孔的其它类型的流量计和电容流量计具有相似的情况。
2.2)超声波涡街流量计虽然抗振性能强,但使用温度范围不如电容式和压电应力式宽。一般压电式涡街流量计测温上限不超过300℃。超过时压电元件绝缘下降,输出信号变小,抗干扰能力大大降低;电容式涡街流量计的测温上限达400℃,具有较好的耐高温性能;而超声波式涡街流量计测温上限不超过200℃,如果被测流量介质温度超过此范围,则可能损坏超声波探头。另外,超声波涡街流量计不宜在含有过多气泡的液体或含杂质的液体中测量,因为有过多气泡的液体,超声波不易穿过,可能造成测量上的困难甚至不可能测量。液体中含有杂质会对超声波起到慢反射或吸收的作用,影响测量的准确性。
3)涡街流量计的选择不仅要考虑被测介质的温度,还要考虑检修吹扫介质的温度
涡街流量计的被测介质温度可能是常温,但是在检修时需要用蒸汽吹扫管线,蒸汽的温度在150℃以上,如果选型时只考虑到介质的温度而选择适用温度范围低的涡街流量计,在检修吹扫管线时,就有可能损坏敏感元件。
4)在使用状态下,如果被测介质有明显的脉动,则不宜选择超声波涡街流量计
因为超声波涡街流量计对小流量敏感度很高,在这种场合使用,会使输出信号不稳定甚至失真。
5)在液体中混有大量气泡的场合,不宜选用各种涡街流量计
合理选用与正确安装电磁流量计,对保证测量准确度、延长仪表的使用寿命都是很重要的.下面就电磁流量计的选用原则,安装条件与使用注意事项做简单介绍.
(一)电磁流量计的选用原则
电磁流量计的选用,主要是变送器的正确选用,而转换器只需要与之配套就可以.
1、口径与量程的选择
变送器口径通常选用与管道系统相同的口径.如果管道系统有待设计,则可根据流量范围和流速来选择口径.对于电磁流量计来说,流速以2—4m/s较为适宜.在特殊情况下,如液体中带有固体颗粒,考虑到磨损的情况,可选常用流速≤3m/s,对于易附管理的流体.可选用流速≥2m/s.
变送器的量程可以根据两条原则来选择:一是仪表满量程大于预计的最大流量值;二是正常流量大于仪表满量程的50%,以保证一定的测量精度.
2、温度和压力的选择
电磁流量计能测量的流体压力与温度是有一定限制的.选用时,使用压力必须低于该流量计规定的工作压力.目前,国内生产的电磁流量计的工作压力规格为:
小于50mm口径,工作压力为1.6MPa;
900mm口径,工作压力为1MPa;
大于1000mm口径,工作压力为0.6MPa.
如对变送器耐压有特殊要求,则可与生产厂家具体磋商.有的厂家已能制造耐压为32MPa的电磁流量变送器.
电磁流量计的工作温度取决于所用的衬里材料,一般为5—70℃.如做特殊处理,可以超过上述范围,如天津自动化仪表三厂生产的耐磨耐腐蚀电磁流量计.变送器允许被测介质温度为—40一十130℃.
3、内衬材料与电极树料的选择
变送器的内衬材料及电极材料必须根据介质的物理化学性质来正确选择,否则仪表会由于衬里和电极的腐蚀而很快损坏,而且腐蚀性很强的介质一旦泄漏容易引起事故.因此,必须根据生产过程中的具体测量介质,慎重地选择电极与衬里的材料.
(二)电磁流量计的安装
要保证电磁流量计的测量精度,正确的安装是很重要的.
①变送器应安装在室内干燥通风处.避免安装在环境温度过高的地方,不应受强烈振动,尽量避开具有强烈磁场的设备,如大电机,变压器等.避免安装在有腐蚀性气体的场合.安装地点便于检修.这是保证变送器正常运行的环境条件.
②为了保证变送器测量管内充满被测介质,变迭器可以垂直安装,流向自下而上.尤其是对于液固两相流,必须垂直安装.若现场只允许水平安装,则必须保证两电极在同一水平面
③变送器两端应装阀门和旁路.
④电磁流量变送器的电极所测出的几毫伏交流电势,是以变送器内液体电位为基础的.为了使液体电位稳定并位变送器与流体保持等电位,以保证稳定地进行测量,变送器外壳与金属管两端应有良好的接地,转换器外壳也应接地.接地电阻不能大于10,不能与其它电器设备的接地线共用。如果不能保证变送器外壳与金属管道良好接触,应用金属导线将它们连接起来.再可靠接地.
⑤为了避免干扰信号,变送器和转换器之间的信号必须用屏蔽导线传输.不允许把信号电缆和电源线平行放在同一电缆钢管内.信号电缆长度一般不得超过30m.
⑥转换器安装地点应避免交、直流强磁场和振动,环境温度为—20一50℃,不含有腐蚀性气体,相对湿度不大于80%.
⑦为了避免流速分相对测量的影响,流量调节阀应设置在变送器下游.对于小口径的变送器来说,因为从电极中心到流量计进口端的距离已相当于好几倍直径D的长度,所以对上游直管可以不做规定.但对口径较大的流量计,一般上游应有5D以上的直管段,下游一般不做直管段要求.