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怎样保证滑槽式冲板流量计的计量精度 流量计技术指标

时间:2020-07-29    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     
摘 要: 本文从滑槽式冲板流量计这一称重产品的设计、制造、安装调试等几个主要方面,以图文结合的形式着重阐述了怎样保证冲板流量计的计量精度及使用过程中出现的问题分析和解决方案。
关键字: 滑槽式冲板流量计 安装条件 防尘措施 解决方案

一、概述

滑槽式冲板流量计专用于在不中断料流的情况下对机械输送系统中的质量流量进行连续称量,是应用在不能安装或不能使用称重给料机或皮带秤、且出现垂直料流情况下的理想称重设备。完整的系统包括:含前置放大器的传感器、检测板、检测板箱体、积算器如图1所示,根据需要可以选装标定溜槽。


图1 冲板流量计系统组成

冲板流量计应和预给料设备相结合使用,这是保证计量精度的前提,常见的预给料形式有以下几种,如图2所示。


图2 典型的预给料设备

二、传感器自身性能应稳定、可靠

传感器包括一个直线位移传感器(LVDT),和一个用于支撑检测臂和检测板的支撑架,检测臂连接检测板和传感器并机械的向LVDT传送检测板的位移量如图3所示。

采用LVDT的优点是:正反向位移范围较大,易于测量和调整,并可承受较大的冲击力。LVDT的测量信号转换为电压信号,该信号被HMI361前置放大器的电压频率转换芯片转换成脉冲频率调 制信号(PFM),其输出频率范围为200~1000Hz,零点校准时的输出频率为187Hz左右。


图3 系统图

主体采用铸铝合金不是为了减轻重量,是便于铸造,检测体的质量大小对传感器的测量没有明显影响。温度变化对传感器测量精度的影响较大,主要原因是波纹弹簧板受温度影响会伸长或缩短,导致弹簧刚度变化,产生测量误差。因此,波纹弹簧板的材质是特殊合金,尽量减小温度的影响。另外,主体框架结构应与波纹弹簧板的热伸缩率保持一致,解决的措施是将连杆采用两种合金制作,并用实验的方法确定连杆两种合金的长度尺寸,使其与弹簧板保持同步伸缩,弹簧刚度基本不受温度的影响而发生较大的变化。再一方面的措施是在前置放大器中设置了温度补偿电路,进一步减小了温度的影响。

检测板的选型与流量有关,选型表是按照物料密度为1.0t/m3时配置的,如果物料密度过大或过小,则检测板的选型应进行调整。另外,如果检测多种物料时,应分别进行实物标定,更换物料时应相应修改仪表参数,否则不能保证测量精度,除非用户同意降低测量精度,一般这种情况是由于几种物料的密度比较接近,测量误差较小。另外注意的一点是安装检测板时,使轴线与水平面的夹角向下偏转1~3°有利于提高测量精度。

阻尼器主要是起缓冲作用,当物料断续不均时(如采用斗提机给料机),可以减小冲击造成的振动,并使测量位移变化平缓,利于保证测量精度。另外阻尼液的温度适应范围较大,一般不需要配置加热器。

砝码标定不能代替实物标定,在使用前均需进行实物标定,才能保证测量精度。砝码标定的方法是根据传感器型号或流量,依据说明书中标定砝码的质量范围,找一个质量相当的砝码,标定出此时的输出频率及对应流量,并保留此砝码及数据,以备需要时进行再次标定,并调整到初始数据。

三、传感器的选择

冲板流量计的测量范围最小从0到1.5t/h到最大800t/h共11种测量范围,对于检测板的机械安装,这些范围应用于以下的标准条件如图4所示。


图4 标准安装条件

A.物料落差高度h=460mm(下落速度大约3m/s);
B.检测板与水平方向夹角α=85°;
C.物料与水平方向夹角β=60°;
D.物料与检测板夹角γ=35°。

在非标准条件下,检测板的所受冲力可以通过计算得出,以选择合适的测量范围。计算检测板所受冲力公式如下:

下面例子表明了如何计算非标准条件下检测板的所受冲力的计算过程:

物料流量qm=100(t/h),落差高度h=24in,倾角α=85°,γ=35°

Fm=44N

在计算的基础上,可以选择较为合适的配置如图5所示。

选择正确的传感器,必须首先决定检测板所受水平冲力Fm(最大流量时),一旦决定了,通过使用传感器规格适配表(图5)就可以选出对应的传感器规格。先在Y轴上找到计算得到的检测板所受水平冲力Fm的值,然后在表上水平移动直到与一个(或多个)传感器型号相交。在给定冲力时,可能有两到三个不同的传感器可以使用,推荐使用范围最大的传感器以保证物料出现波动或堵塞时,传感器仍能够测量。从前面例子的计算中可以看出,B100,B200和B300传感器的测量范围都包括检测板所受水平冲力44N,但是建议使用B300以保证由于物料偶尔出现峰值时也能在传感器的检测范围内。

四、传感器的安装及防尘措施

安装的过程应以最终用户的工程经验和制造商的推荐相结合为较佳,为了在系统设计的参数以内达到可以的运行状态,应遵守一下注意事项:

1.应注意避免潮湿气体通过导管进入箱体。建议从设备箱体的导管入口密封处向下倾斜引出落管或导管;

2.为了保证传感器正常工作,应有地线和避雷措施;

3.保证传感器安装在没有震动的安装座上;

4.检测板箱体的设计和安装位置,必须在安装传感器的地方留有足够的空间;

5.在传感器位置的上方应留有足够大的空间用于拆卸传感器箱体;

6.保证检测板箱体的门足够大,而且与相邻的箱体之间有足够的空间用以安装或拆卸检测板箱体配件;

7.检测板的下方必须使物料在离开检测板后不受阻挡,顺利落到下级设备上。

传感器的位置一经确定,就应建造一个牢固的安装平台用于支撑传感器。基础结构必须水平、无振动且应牢固,以防止传感器前后滑动或左右滑动,典型的基础配置如图6所示。


图6 基础配置

在“错误安装”图中,物料冲击检测板可能引起传感器横向偏移,致使被检测的实际检测板所受冲力偏小,为防止发生偏移,安装基础结构应延伸到主要支撑结构或是一个单独的支架上,不要与检测板箱体支架或其它可能存在振动的支架相连,基础结构应在传感器上方留有足够的空间用于拆卸箱体。

保证传感器计量精度,防尘也是一个重要的环节,常用的防尘措施有以下几种:

1.轴封和防尘罩。轴封包括一个用来密封箱体内部与物料的硅挡板,该挡板安装在传感器箱体内壁和转轴轴承上的一个护环之间,与转轴一起转动,防止灰尘进出传感器;特别是在物料具有研磨性时,在转轴轴承的末端安装一个保护性的钢环来屏蔽硅挡板。防尘罩用于保护使用气洗/气冷的地方和防止腐蚀性物料破坏薄的硅挡板或使硅挡板变硬。

2.气冷/气洗。传感器含有一个空气连接器,用于提供气冷或气洗以防止灰尘渗透。空气连接口位于传感器箱体后部的接线入口附近。提供一个压力为0.05MPa,流量为0.06M3/min的气源,气源种类为仪表风或氮气。

3.如果在检测板箱体和传感器内部之间压强差大于0.0034MPa,应安装一个等压管以保护防尘挡板轴封,它可以安装在传感器的任一边,由安装方位而定。

五、结束语

根据多年的安装和调试经验,影响计量精度的主要方面在于用户提供的安装条件不够充分和物料扬尘致使传感器内产生大量积灰。即使在使用期间定期对计量系统进行标定及校正,这也只是临时性的解决因传感器的安装条件不合格而造成的计量误差偏大的问题。这类问题只有重新严格按要求提供或改善传感器的安装条件方可解决。另外,应根据现场条件合理的选用防尘配件,切不可忽略防尘配件的重要性。冲板流量计的计量精度受限于和其相关的各个方面,它是一个综合因素相互作用的体现,只要我们在每一个环节采取恰当的设计或合理的处理措施,就一定能保证其计量精度,从而更好的服务于工业生产。

参考文献:
[1]JC/T916-2003,建材工业用滑槽式固体流量计[S].
[2]方原柏.电子皮带秤[M].北京:冶金工业出版社,2007.

电磁流量计使用中的常见故障,有的是由于仪表本身元器件损坏引起的故障,有的是由于选用不当、安装不妥、环境条件、流体特性等因素造成的故障,如显示波动、精度下降甚至仪表损坏等。它一般可以分为两种类型:安装调试时出现的故障(调试期故障)和正常运行时出现的故障(运行期故障)。

 (1)调试期故障调试期待故障一般出现在仪表安装调试阶段,一经排除,在以后相同条件下一般不会再出现。常见的调试期故障一般由安装不妥、环境干扰以及流体特性影响等原因引起。

 1)安装方面通常是电磁流量传感器安装位置不正确引起的故障,常见的如将传感器安装在易积聚气体的管系zui高点;或安装在自上而下的垂直管上,可能出现排空;或传感器后无背压,流体直接排入大气而形成测量管内非满管。

 2)环境方面通常主要是管道杂散电流干扰,空间强电磁波干扰,大型电机磁场干扰等。管道杂散电流干扰通常采取良好的单独接地保护就可获得满意结果,但如遇到强大的杂散电流(如电解车间管道,有时在两电极上感应的交流电势峰值Vpp可高达1V),尚需采取另外措施和流量传感器与管道绝缘等。空间电磁波干扰一般经信号电缆引入,通常采用单层或多层屏蔽予以保护。

 3)流体方面被测液体中含有均匀分布的微小气泡通常不影响电磁流量计的正常工作,但随着气泡的增大,仪表输出信号会出现波动,若气泡大到足以遮盖整个电极表面时,随着气泡流过电极会使电极回路瞬间断路而使输出信号出现更大的波动。

 低频方波励磁的电磁流量计测量固体含量过多浆液时,也将产生浆液噪声,使输出信号产生波动。

 测量混合介质时,如果在混合未均匀前就进入流量传感进行测量,也将使输出信号产生波动。

 电极材料与被测介质选配不当,也将由于化学作用或极化现象而影响正常测量。应根据仪表选用或有关手册正确选配电极材料。

 (2)运行期故障运行期故障是电磁流量计经调试并正常运行一段时期后出现的故障,常见的运行期故障一般由流量传感器内壁附着层、雷电打击以及环境条件变化等因素引起。

 1)传感器内壁附着层由于电磁流量计常用来测量脏污流体,运行一段时间后,常会在传感器内壁积聚附着层而产生故障。这些故障往往是由于附着层的电导率太大或太小造成的。若附着物为绝缘层,则电极回路将出现断路,仪表不能正常工作;若附着层电导率显著高于流体电导率,则电极回路将出现短路,仪表也不能正常工作。所以,应及时清除电磁流量计测量管内的附着结垢层。

 2)雷电打击雷击容易在仪表线路中感应出高电压和浪涌电流,使仪表损坏。它主要通过电源线或励磁线圈或传感器与转换器之间的流量信号线等途径引入,尤其是从控制室电源线引入占绝大部分。

 3)环境条件变化在调试期间由于环境条件尚好(例如没有干扰源),流量计工作正常,此时往往容易疏忽安装条件(例如接地并不怎么良好)。在这种情况下,一旦环境条件变化,运行期间出现新的干扰源(如在流量计附近管道上进行电焊,附近安装上大型变压器等),就会干扰仪表的正常工作,流量计的输出输出信号就会出现波动。

涡街流量计的管段安装如何?

    智能涡街流量计安装点的上游较近处若装有阀门,不断地开关阀门,对流量计的 使用寿命影响极大,非常容易对流量计造成永久性损坏。

    流量计尽量避免在架空的非常长的管道上安装,这样时间一长后,由于流量计的下垂非常容易造成流量计于法兰的密封泄露,若不得已安装时,必须在流量计的上下游2D处分别设置管道紧固装置。

 

    涡街流量计的管段安装:

    涡街流量计属于对管道流速分布畸变、旋转流和流动脉动等敏感的流量计,因此,应充分重视现场管道的安装条件,严格遵照使用说明书。

    涡街流量计可以安装在室内或室外。如果安装在地井,为了防止被水淹没,应选用涎水型传感器

    传感器在管道上可以水平、垂直或倾斜安装,但测量液体和气体时,为了防止气泡和液滴的干扰,安装位置需注意。

    涡街流量计必须保证上、下游直管段有必要的长度。在与管道连接时,要注意以下问题。

    ①上、下游配管内径D与传感器内径D′相同,其差异满足下述条件:0.95D≤D′≤1.1D。

    ②配管应与传感器同心,同轴度小于0.05D′。

    ③密封垫不能凸人管道内,其内径可比传感器内径大1~2mm。

    ④如需断流检查或清洗传感器,应设置旁通管道。

    ⑤现场安装时减小振动对涡街流量计的影响值得关注。应尽量避开振动源,采用弹性软管在小口径中连接,并加装管道支撑物。

    浅析涡街流量计的安装技巧:

    1.涡街流量计只能单向测量,安装时注意保证介质流量方向与流量计箭头所示方向一致。

    2.涡街流量计安装方式为竖直安装,介质自下而上通过流计。即将流量计安装在竖直管道上,流量方向为自下向上。

    3.水平安装时,必须将流量计装在整个系统的高压区,并保证相应的出口压力;不要安装在管路的高点,因高点往往气体积聚,管道非满,出口不可直接放空。

    4.测高温流体时,尽量采用竖直安装方式;若不得不水平安装,请将流量计的变送器部分竖直向下,或水平侧装,避免温度过高;注意安装位置处空气流动或通风良好。

    5.直管段要求:至少保证流量计前15倍管径,流量计后5倍管径。如流量计前有弯头,缩进,扩大等干扰源,则需保证流量计前30–40倍的管径,流量计后6倍管径。流量计应安装于调节阀,压力或温度传感器的上游。

    6.安装时注意管道口径应略大于或等于仪表的内径。

    7.使用密封圈时,注意密封圈内径应略大于或等于仪表的内径,密封圈中心位于管道中心。

    电缆入口密封 仪表电气连接时,必须注意进线孔的密封。必须根据仪表电缆入口型号选择相应的密封接口(M20Χ1.5;1/2”NPT;G1/2”),并正确、紧密地安装。没有密封接头,或安装马虎,达不到密封效果,是仪表损坏的较为常见原因之一。

标签: 涡街流量计
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