氣體流量傳感器

渦街流量計產(chǎn)品的種類和適用范圍

• CPLUGB/E系列滿管型氣體流量傳感器
• CPLUGB/E系列插入型氣體流量傳感器

  CPLUGB/E型廣泛適用于石油、化工、冶金、熱力、紡織、造紙等行業(yè)對過熱蒸汽、飽和蒸汽、壓縮空氣和一般氣體(氧氣、氮氣、氫氣、天然氣、煤氣等) 、水和液體（如：水、汽油、酒精、苯類等）的計量和控制.

渦街流量計工作原理

在流體中設(shè)置非流線型旋渦發(fā)生體（阻流體），則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生兩列有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼旋渦，如圖(一)所示。                          

            圖(一)

在旋渦發(fā)生體下游形成交替有規(guī)律的旋渦列。設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測介質(zhì)來流的平均速度為V，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，根據(jù)卡曼渦街原理，有如下關(guān)系式:
                         f=StV/d                 公式(1)

式中：

f－發(fā)生體一側(cè)產(chǎn)生的卡門旋渦頻率HZ

St－斯特勞哈爾數(shù)（無量綱數(shù)）

V－流體的平均流速 (m/s)

d－旋渦發(fā)生體的寬度 (m)

由此可見，通過測量卡曼渦街分離頻率便可算出瞬時流量。其中,斯特羅哈爾數(shù)（St）是無因次未知數(shù)，

圖（二）表示斯特勞哈爾數(shù)（St）與雷諾數(shù)（Re）的關(guān)系。

                                    圖（二）

在曲線表中St＝0.17的平直部分，漩渦的釋放頻率與流速成正比,即為渦街流量傳感器測量范圍度。只要檢測出頻率f就可以求得管內(nèi)流體的流速，由流速V求出體積流量。所測得的脈沖數(shù)與體積量之比，稱為儀表常數(shù)（K），見式（2）

　                       K＝3600f/Q（1/m³）              公式（2）

式中：K＝儀表常數(shù)（m^-3）。

f＝脈沖個數(shù)

Q＝體積流量（m³）

渦街流量計技術(shù)指標(biāo)表

渦街流量計儀表口徑的確定和安裝設(shè)計

儀表選型是儀表應(yīng)用中非常重要的工作,儀表選型的正確與否將直接影響到儀表是否能夠正常運行.因此用戶和設(shè)計單位在選用本公司產(chǎn)品時,請仔細(xì)閱讀本節(jié)資料,認(rèn)真核對流體的工藝參數(shù)并隨時可與我公司的銷售或部門，以確保選型正確。

一．適用流量范圍和儀表口徑的確定

儀表口徑的選擇，根據(jù)流量范圍來確定。不同口徑渦街流量儀表的測量范圍是不一樣的。即使同一口徑流量表，用于不同介質(zhì)時，它的測量范圍也是不一樣的。實際可測的流量范圍需要通過計算確定。

(一)參比條件下空氣及水的流量范圍，見表（二），參比條件如下：

1．氣體：常溫常壓空氣，t=20℃，P=0.1MPa（絕壓），ρ=1.205 kg/m³，υ=15×10^-6 m²/s。

2．液體：常溫水，t=20℃，ρ=998.2kg/m³，υ=1.006×10^-6m²/s。

（二）確定流量范圍和儀表口徑的基本步驟：

1． 明確以下工作參數(shù)。

（1）被測介質(zhì)的名稱、組份

（2）工作狀態(tài)的zui小、常用、zui大流量

（3）介質(zhì)的zui低、常用、zui高壓力和溫度

（4）工作狀態(tài)下介質(zhì)的粘度

表(二)　　參比條件下渦街流量傳感器工況流量范圍表 注：表中(300)～(1000)口徑為插入式

表(三)　常用氣體介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度（0℃，絕壓P=0.1MPa）

選型舉例：

例一：已知氣體壓力和溫度及標(biāo)況下的流量時

某壓縮空氣，標(biāo)況流量范圍為Q_N=1200-12000Nm³/h,壓力P=0.7Mpa(表壓)，溫度t=30℃。試確定流量計口徑。

步驟一：計算壓縮空氣的工況體積流量

由公式(3):

工況使用下限體積流量為:

Q_vmin=Q_N×0.101325×(273.15+t)/293.15/（P +0.1）

   =1200×0.101325×(273.15+30)/293.15/（0.7 +0.1）

    =157(m³/h) 

工況使用流量上限為: Q_vmax=1570(m³/h)

步驟二：根據(jù)使用工況流量范圍157-1570m³/h，查表（二），滿足下限流量條件的流量計為DN80 、DN100和DN125，考慮到上限流量1270m³/h及使用效果和經(jīng)濟(jì)成本，初選DN100, DN100流量計的工況流量范圍是100-1700m³/h，接近使用流量范圍，初選DN100流量計，但應(yīng)具體核算DN100流量計在該工況條件下的可測下限流量。核算DN100流量計在該工況條件下的可測下限流量：

渦街流量計儀表的安裝設(shè)計

    儀表的正確安裝是保障儀表正常運行的重要環(huán)節(jié)，若安裝不當(dāng)，輕則影響儀表的使用精度，重則會影響儀表的使用壽命，甚至?xí)p壞儀表。

• 安裝環(huán)境要求：
  • 盡可能避開強電設(shè)備、高頻設(shè)備、強開關(guān)電源設(shè)備。儀表的供電電源盡可能與這些設(shè)備分離。
  • 避開高溫?zé)嵩春洼椛湓吹闹苯佑绊?。若必須安裝，須有隔熱通風(fēng)措施。
  • 避開高濕環(huán)境和強腐蝕氣體環(huán)境。若必須安裝，須有通風(fēng)措施。
  • 渦街流量儀表應(yīng)盡量避免安裝在振動較強的管道上。若必須安裝，須在其上下游2D處加設(shè)管道緊固裝置，并加防振墊，加強抗振效果。
  • 儀表安裝在室內(nèi)，安裝在室外應(yīng)注意防水，特別注意在電氣接口處應(yīng)將電纜線彎成U形，避免水順著電纜線進(jìn)入放大器殼內(nèi)。
  • 儀表安裝點周圍應(yīng)該留有較充裕的空間，以便安裝接線和定期維護(hù)。
• 儀表管道安裝要求：
  • 渦街流量儀表對安裝點的上下游直管段有一定要求，否則會影響介質(zhì)在管道中的流場，影響儀表的測量精度。儀表的上下游直管段長度要求見圖(三)  DN為儀表公稱口徑  單位:mm 
  • 

注:調(diào)節(jié)閥盡可能不安裝在渦街流量儀表的上游,而應(yīng)安裝在渦街流量儀表的下游10D處。

• 上、下游配管內(nèi)徑應(yīng)相同。如有差異，則配管內(nèi)徑Dp與渦街儀表表體內(nèi)徑Db,應(yīng)滿足以下關(guān)系

0.98Db≤Dp≤1.05Db

         上、下游配管應(yīng)與流量儀表表體內(nèi)徑同心，它們之間的不同軸度應(yīng)小于0.05Db

• 儀表與法蘭之間的密封墊，在安裝時不能凸入管內(nèi)，其內(nèi)徑應(yīng)比表體內(nèi)徑大1-2mm
• 測壓孔和測溫孔的安裝設(shè)計。被測管道需要安裝溫度和壓力變送器時，測壓孔應(yīng)設(shè)置在下游3-5D處，測溫孔應(yīng)設(shè)置在下游6-8D處，見圖（七）。D為儀表公稱口徑，單位：mm

• 儀表在在管道上可以水平、垂直或傾斜安裝。
• 測量氣體時，在垂直管道安裝儀表，氣體流向不限。但若管道內(nèi)含少量液體，為了防止液體進(jìn)入儀表測量管，氣流應(yīng)自下而上流動，如圖（四）a所示
• 測量液體時，為了保證管內(nèi)充滿液體，所以在垂直或傾斜管道安裝儀表時，應(yīng)該保證液體流動方向從下而上。若管道內(nèi)含少量氣體，為了防止氣體進(jìn)入儀表測量管，儀表應(yīng)安裝在管線的較低處

如圖（四）b所示

                    圖（四）

• 測量高溫、低溫介質(zhì)時，應(yīng)注意保溫措施。轉(zhuǎn)換器內(nèi)部（表頭殼體內(nèi)）高溫一般不應(yīng)超過70℃；低溫易使轉(zhuǎn)換器內(nèi)部出現(xiàn)凝露，降低印制電路板的絕緣阻抗，影響儀表正常工作。

四）插入式渦街流量儀表安裝步驟：

• 在管道上用氣焊開一個略小于φ100mm的圓孔，并把圓孔周圍毛刺清除干凈，以保證測頭旋轉(zhuǎn)流利
• 在管道圓孔處焊上廠家提供的法蘭，要求法蘭軸線與管道軸線垂直。
• 將球閥及傳感器安裝在焊接好的法蘭上。
• 調(diào)節(jié)絲杠，使插入深度符合要求（保證測頭中心軸線和管道中心軸線重合），流體流向必須與方向標(biāo)上的指示箭頭保持*。
• 均勻擰緊壓蓋上的螺絲。(注：壓蓋的松緊程度決定儀表的密封程度和絲杠能否旋動)
• 檢查各環(huán)節(jié)是否完成好，慢慢打開閥門觀察是否有泄漏（需特別注意人身安全）若有泄露請重復(fù)步驟5、6。

(五)壓力變送器和Pt100安裝示意圖

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一. 輸出頻率信號的三線制渦街流量儀表配線設(shè)計 

輸出頻率信號的三線制流量傳感器采用DC24V或DC12V電源供電，一般通過三芯屏蔽電纜線(RWP3×0.5mm)與顯示儀表或計算機相連，屏蔽層應(yīng)可靠地接到放大器殼的接地螺絲上。屏蔽電纜線的選擇應(yīng)適合現(xiàn)場環(huán)境要求，另外屏蔽電纜線要與其它強功率電力線分離，不能平行走線。傳感器端子接線見圖（八）

二．輸出標(biāo)準(zhǔn)4~20mA電流信號的兩線制渦街流量儀表配線設(shè)計

 輸出標(biāo)準(zhǔn)4~20mA電流信號的兩線制變送器采用DC24V電源供電，一般通過兩芯屏蔽電纜線(RWP2×0.5mm)與顯示儀表或計算機相連，屏蔽層應(yīng)可靠地接到放大器殼的接地螺絲上。屏蔽電纜線的選擇應(yīng)適合現(xiàn)場環(huán)境要求，另外屏蔽電纜線要與其它強功率電力線分離，不能平行走線。變送器端子接線見圖（九）

三．帶RS-485通訊接口功能的渦街流量儀表配線設(shè)計

帶RS-485通訊功能的渦街流量儀表采用DC24V電源供電，與其它設(shè)備之間采用四線制傳輸方式。儀表

端子接線見圖（十）

四．防暴型渦街流量儀表配線設(shè)計

三線制脈沖輸出型渦街流量儀表與LB978齊納安全柵相連、LUGB/E兩線制標(biāo)準(zhǔn)4~20mA電流輸出型渦街流量儀表與LB987S齊納安全柵相連可構(gòu)成本質(zhì)安全型防爆系統(tǒng)，產(chǎn)品防爆標(biāo)志為Ex ia Ⅱ CT2-T5。