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            2. 靶式流量计

              靶式流量计概述

              靶式流量计采用了最新型电容式力传感器作为测量和敏感传递元件,同时应用了最新数字技术和微电子技术,是一款适用于高粘度、低雷诺数及含有微小颗粒的流体和气体测量的智能流量计。采用电容式力传感器是该产品真正实现高精度、高稳定性的关键所在。靶式流量计既具有传统孔板、涡街等流量计无可动部件的特点,同时又具有与容积式流量计相媲美的测量准确度,加之其特有的抗干扰、抗杂质性能,除能替代常规流量计及常规流体流量测量外,尤其在高粘度、易堵卡、高温、高压、强腐蚀等流量计量困难的工况中具有很好的应用价值,目前已广泛应用于钢铁、石油、天然气、电力、造纸、化工、能源、食品、环保等各个领域的流量测量。

              靶式流量计产品分类图


              靶式流量计工作原理

              当介质在测量管中流动时,因其自身的动能通过阻流件(靶片)时而产生的压差,并对阻流件有一作用力,其作用力的大小与介质流速的平方成正比。阻流件(靶片)接受的作用力F,经刚性连接的传递件(测杆)传至双电容传感器,双电容传感器产生电容差经高精度AD芯片进行处理,直接输出数字信号,由此,通过AD转换及计算机处理后,即可得到相应的瞬时流量和累积总量,其工作原理见示意(图1):

              靶式流量计工作原理图


              靶式流量计结构

              电容式靶式流量计主要由测量管(外壳)、双电容传感器(含阻流元件)、积算显示和输出部分组成。根据不同的介质和工况,必须选用相适应的双电容传感器,因此,用户提供准确的计量对象及参数,生产厂家选用合适的电容力传感器是产品能否计量准确的关键。其结构如右(图2):

              靶式流量计结构图


              靶式流量计特点

              1.采用大屏液晶显示,可同时显示多组参量,读数更直观;

              2.整台仪表在设计中无可动部件,插入式结构,拆卸方便;

              3.可选用多种防腐及耐高低温材质(如哈氏合金,钛等);

              4.整机可做成全密封无死角(焊接形式),无任何泄漏点,可耐42MPa高压;

              5.仪表内设自检程序,故障现象一目了然;

              6.传感器不与被测介质接触,不存在零部件磨损,使用安全可靠;

              7.具有多种安装方式供选择,如选择在线插入式,安装费用低;

              8.具有一体化温度、压力补偿,直接输出质量或标方;

              9.具有可选小信号切除、非线性修正、滤波时间可选择;

              10.能准确测量各种常温、高温500度、低温-200度工况下的气体、液体流量;

              11.计量准确,精度可达到0.2%;

              12.重复性好,一般为0.05~0.08%,测量快递;

              13.压力损失小,仅为标准孔板的1/2△P左右;

              14.抗干扰,抗杂质能力特强;

              15.可根据实际需要更换阻流件(靶片)而改变流量范围;

              16.安装简单方便,极易维护;

              17.多种输出形式,能远传各种参数;

              18.抗震动性强,一定范围内可测脉动流。


              靶式流量计技术指标

              靶式流量计技术参数对照表


              靶式流量计外形及尺寸

              靶式流量计管道式外形尺寸表

              靶式流量计插入式外形尺寸表

              连接短管及法兰公称直径气体采用DN100mm,液体采用DN50mm,法兰规格采用国标1.6MPa、2.5MPa、4.0MPa,密封面形式RF。

              连接法兰规格

              a、法兰规格:公称压力0.6MPa~42.0MPa;

              b、法兰尺寸主要采用国家标准GB/T系列,并可采用化工行业标准HG系列、机械行业标准JB/T系列,也可协商提供按照客户要求的法兰。


              靶式流量计的安装及要求

              1.流量计的安装

              高温型(80度至500度)、常温型(-30度至70度)、低温型(-200度至-40度)

              a.常温型、低温型、高温型流量计视不同工况采用水平、垂直或倒置式安装(以出厂效验单为准);

              b.介质工作温度在300度以上时,用户应对流量计壳体采取隔热措施防止热辐射损坏表头(表头工作温度为-30至70度),同理工作温度-100度以下的介质,也要采取防冻措施;

              c.为保证流量计准确计量,要求设置前后直管段;(图8)

              d.为保证流量计在检查及更换时不影响系统工作,应尽量设置旁通阀(3)及切断阀(1、2);(图8)

              e.因工艺需要可采用垂直安装,被测介质流向可由下至上,也可由上至下,但订购时应向供货方说明;

              f.流量计口径与相连的管道口径尺寸尽量相同,以减少流动干扰,造成计量误差;

              g.法兰式和夹装式流量计安装时,应注意法兰之间密封垫片内孔尺寸大于流量计和工艺管道通径6-8mm及否同轴,以避免因其产生干扰流而影响计量精确度;

              h.插入式流量计安装时,将短管及法兰焊到管道上时必须确保流体正对着靶片受力面,焊接短管高度在100mm(从管道内壁至法兰密封面的距离);(图9)

              i.对于新完工的工艺管道,应先进行初步吹扫后再安装流量计;

              j.测量管外壁上箭头所指方向为被测介质流向;

              k.流量计壳体必须可靠接地,若无接地条件应向厂方说明;

              l.流量计连接法兰规格执行GB/T系列标准,也可以根据用户要求特殊加工(以出厂效验单为准)。

              靶式流量计管道式安装示意图

              1、2、3分别为前后阀和旁通阀;4为流量计,L≥10D和L≥5D分别为前后直管段长度,D为管道公称直径。

              靶式流量计插入式安装示意图

              2.流量计设置零点

              注:(流量计安装后必须先进置零操作)

              由于电容式力传感器及阻流件有自重,在流量计安装时不在水平方位状况下,需要重新设置流量计零点。

              操作程序为:(也可在管道内无介质流动时直接置零,高温型及低温型流量计必须使管道内温度达到工作温度后置零)

              靶式流量计设置零点图

              a.关闭流量计下游的阀门;

              b.缓慢打开流量计上游阀门,使流量计充满介质;

              c.缓慢打开流量计下游阀门,使流量计运行10分钟左右;

              d.关闭流量计上、下游阀门,并确定管道内流量为零;

              e.用白纸或手指按在“ZERO”位置不小于3S;见(图10)

              靶式流量计设置零点操作功能说明图

              注意事项

              不允许直接在流量计测量管前后端安装阀门、弯头等极大改变流体流态的部件。

              如果需要在流量计前后管道上安装阀门、弯头等部件也应尽量保证前后直管段长度。


              靶式流量计接线

              a、24V供电型

              1.24V供电型流量可具备多种输出方式,

              a.电流输出:4~20mA;电源:16-32VDC,二线制;

              b.脉冲输出:0~1000Hz;内阻1000Ω;电源:16-32VDC;10mA(带背光20mA);

              c.RS485接口:电源:16-32VDC;10mA(带背光20mA);

              d.电流输出+HART:4~20mA;电源:16-32VDC,二线制;

              2.电流输出特性(图4)

              靶式流量计电流输出特性图

              以上图中Imin为流量计最小显示流量所对应的电流输出值,其输出值的大小为:

              靶式流量计电流输出值的计算公式

              同理:可计算出满量程输出范围内任-输出电流及对应流量值。

              3.0~1000HZ脉冲输出特性(图5)

              靶式流量计脉冲输出特性图

              4.仪表接线

              a.流量计信号输出线电气连接口规格为:M20×1.5

              b.4~20mA电流输出为二线制(图6)

              c.脉冲输出为三线制(图7)

              靶式流量计接线图

              b、3.6V电池供电型

              3.6V电池供电型的流量计,无法显示电池的容量,当电池电压越来越低时,显示会慢慢变模糊,应马上更换电池。更换电池应为相同技术参数的电池,我公司电池可使用两年。(可向我厂咨询或购买)

              为提高电池的使用时间,可通过修改滤波系数LP参数,该值设置越大,则代表可以使用更长时间,但流量计采集速度将会变慢。


              靶式流量计功能介绍

              1.温压补偿

              靶式流量计所测量的流量为体积流量,当所测介质密度受温度、压力变化的影响较大时(如气体类),流量计测量的结果将会产生较大误差,为了得到较高的测量精度,需要实时采集温度、压力参数,并计算出实时工况的介质密度,从而可得到准确的质量流量。

              2.流量非线性修正

              为提高流量计的测量精度,采用插值算法自动对流量系数进行校正,可精度的校正流量计的线性误差。

              流量计可设置9个流量修正系数,分别对10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%的测量点,所有修正系数值默认小数后3位,均为流量系数C1为基础。

              修正方法:实际流量系数=(*C)×C1/1000;

              举例:2C=1010,3C=1004,当前瞬时流量是满程的25%,进行插值算法,则25%点的修正系数为1007;

              实际流量系数=C1×(1007/1000);

              3.温度修正

              当流量计具备温度补偿时,所以安装位置、引线等可能存在测量误差,当出现此种情况时,可通过温度修正值进行修正,修正计算方法如下:

              测量结果=采集温度-(1000-修正值oS)/10

              举例:标准温度为250℃,但流量计显示251.3℃,则代入公式计算得到

              250=251.3-(1000-修正值oS)/10   则oS=987;

              标准温度为270℃,但流量计显示268.3℃,则代入公式计算得到

              270=268.3-(1000-修正值oS)/10   则oS=1017;

              靶式流量计现场使用图


              靶式流量计危险场所安装和防爆型产品的注意事项

              电容式靶式流量计(以下简称流量计)防爆型产品,经国家防爆电气产品质量监督检验中心(CQST)检验,符合GB3836.1-2000 GB3836.1-2000《爆炸性气体环境用电气设备 第1部分:通用要求》,GB3836.2-2000 GB3836.2-2000《爆炸性气体环境用电气设备 第2部分:隔爆型“d”》及GB3836.4-2000《爆炸性气体环境用电气设备 第4部分:本质安全型“i”》标准规定的要求,产品防爆标志为ExdⅡCT4、ExiaⅡCT4。

              1.流量计在下列环境条件下应能正常工作

              a.大气气压:86~106KPa

              b.周围环境温度:-20℃~+60℃(8oF-140oF)

              c.周围环境相对湿度:≤95%RH(+25℃)

              d.隔爆型流量计可适用于含有ⅡA、ⅡB、ⅡC级T1~T4组爆炸性气体混合物的1区、2区的危险场所;

              e.本安型流量计可适用于含有ⅡA、ⅡB、ⅡC级T1~T4组爆炸性气体混合物的0区、1区、2区的危险场所;

              2.用户在安装使用流量计时应注意下列事项

              (安装前须进行下列各项检查,如不符合要求,则不准投入使用)

              a.有防爆标志和防爆合格证编号,并与电容式靶式流量计的使用场所要求一致;

              b.隔爆外壳各零部件联接正确,紧固可靠;

              c.所有隔爆零件应无裂纹和影响隔爆性能的缺陷;

              d.用户在使用流量计时应可靠接地;

              e.隔爆型产品在现场使用,维护时必须遵守“严禁带电开盖”的原则;拆装时,注意保护隔爆面和螺纹隔爆面不得磕碰和划伤。

              f.用户不得自行随意更换产品的电气元件及系统配接状态;

              g.隔爆型产品的引入电缆最小外径为φ6mm;

              h.产品有冗余引入口,必须用我公司提供的堵头堵封。

              i.防爆产品使用一定周期后,必须更换老化件。如电缆引入装置密封圈老化变质时应及时更换,我公司有配件,须在我公司购买。

              3.本安型防爆产品还应注意

              a.本产品符合GB3836.1-2000《爆炸性气体环境用电气设备 第1部分:通用要求》、GB3836.4-2000《爆炸性气体环境用电气设备 第4部分:本质安全型“i”》标准,防爆标志为:ExiaⅡCT4,它适用于0区、1区、2区,含有ⅡA~ⅡC类爆炸性气体混合物场所。

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

              c.产品安装应按照GB3836.15-2000《爆炸性气体环境用电气设备 第15部分:危险场所电气安装(煤矿除外)》的有关规定进行。并由专业人员负责安装。经过防爆认证合格的产品。不允许随意更换或改动影响防爆性能的元器件和结构。

              d.本产品必须与取得防爆合格证安全栅同时使用,安全栅须装在安全场所,其安装、使用、维护必须遵守安全栅使用说明书;

              e.当产品用于连接爆炸性环境0区的本安型产品时,向安全栅供电的电源变压器须符合GB3836.4-2000标准第8.1条款要求。

              f.本安系统接线(图11)

              靶式流量计本安系统接线图

              g.安全场所[Exia]ⅡC   危险场所 ExiaⅡCT4

              h.本安系统参数都必须遵循如下匹配原则:Uo≤Ui;Io≤Ii;Po≤Pi;Cc≤Co-Ci;Lc≤Lo-Li

              Cc、Lc:安全栅到本安产品之间连接电缆(或导线)允许总的最大分布电容和电感,Uo:安全栅的最高输出电压,Io:安全栅的最大输出电流,Po:安全栅的最大输出功率,Lo:安全栅允许的最大外部电感,Co:安全栅允许的最大外部电容;Ui:本安产品的最高输入电压,Ii:本安产品的最大输入电流,Pi:本安产品的最大输入功率,Li:本安产品的最大内部电感,Ci:本安产品的最大内部电容。符号详细意义见GB3836.4-2000标准。

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