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氫氣流量計(jì)

發(fā)布時(shí)間:2019-05-09  發(fā)布作者:

氫氣流量計(jì)概述:

氫氣流量計(jì)由渦街流量傳感器和顯示儀表組成,組成后的渦街流量計(jì)也被稱為:蒸汽流量計(jì)、氣體流量計(jì)、液體流量計(jì),與現(xiàn)場顯示儀組合后,成為智能一體化渦街 流量計(jì),分別用于飽和蒸汽流量計(jì)量、過熱蒸汽流量計(jì)量、各種化學(xué)氣體流量計(jì)量和各種液體流量計(jì)量(包括腐蝕性液體流量計(jì)量)
     渦街流量計(jì)(也稱旋渦流量計(jì))是用途極其廣泛的一種流量計(jì)儀表,幾乎可以用在所有氣體、液體和蒸汽的流量計(jì)量、測量和控制。
     應(yīng)力式渦街流量計(jì)是速度式流量計(jì)的一種,它以卡門渦街理論為基礎(chǔ),采用壓電晶體檢測流體通過管道內(nèi)三角柱時(shí)產(chǎn)生的漩渦頻率,從而測量出流體的流量。渦街流量計(jì)廣泛應(yīng)用于石油、化工、輕工、動(dòng)力供電等行業(yè)。

氫氣流量計(jì)常用氣體介質(zhì)的規(guī)范狀態(tài)密度(0℃,絕壓P=0.1MPa)

氣體稱號(hào) 密度(kg/m3) 氣體稱號(hào) 密度(kg/m3)
空氣(干) 1.2928 乙炔 1.1717
氮?dú)?/td> 1.2506 乙烯 1.2604
氧氣 1.4289 丙烯 1.9140
氬氣 1.7840 甲烷 0.7167
氖氣 0.9000 乙烷 1.3567
氨氣 0.7710 丙烷 2.0050
氫氣 0.08988 丁烷 2.7030
一氧化碳 1.97704 天然氣 0.8280
二氧化碳 1.3401 煤制氣 0.8020


氫氣流量計(jì)工作原理

    在流體中垂直地插入一根柱狀阻力體時(shí),在其兩側(cè)就會(huì)交替地產(chǎn)生旋渦,隨著流體下游方向運(yùn)動(dòng),

形成旋渦列,稱為卡曼渦街,見圖1。產(chǎn)生渦街的阻力體稱旋渦發(fā)生體。實(shí)驗(yàn)證明,旋渦的頻率與流速成正比,

可用下式表示:

 

      實(shí)驗(yàn)證明:當(dāng)兩列旋渦之間的距離h和同列兩個(gè)旋渦之間的距離L滿足公式h/L=0.281時(shí)非對稱旋

渦列就能保持穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)流體雷諾數(shù)Re在5000-150000之間范圍內(nèi)時(shí),Sr基本不變,所以當(dāng)旋渦發(fā)生

體柱寬d和斯特勞哈爾數(shù)Sr為定值時(shí)旋渦發(fā)生體的頻率f與流體的平均流速成正比,即與流Q成正比而與

壓力、溫度、密度等參數(shù)無關(guān)。

      當(dāng)旋渦在柱體兩側(cè)產(chǎn)生時(shí),傳感器受到與流向垂直的交變升力的作用感生信號(hào),升力的變化頻率是

旋渦頻率,傳感器將信號(hào)送轉(zhuǎn)換器放大整形后得到與流速成線性比例的脈沖信號(hào)直接輸出或?qū)⑵滢D(zhuǎn)換成

4~20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出,流量Q與頻率f的關(guān)系如下式:

氫氣流量計(jì)特點(diǎn):
 

①:壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。

②:無可動(dòng)機(jī)械零件,因此可靠性高,維護(hù)量小,結(jié)構(gòu)簡單而牢固,長期運(yùn)行十分可靠;

③:安裝簡單,維修十分方便;

④:檢測傳感器不直接接觸介質(zhì),性能穩(wěn)定,壽命長;

⑤:輸出是與流量成正比的脈沖信號(hào),無零點(diǎn)漂移,精度高,并方便和計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng);

⑥:測量范圍寬,量程比可達(dá)10:1;   壓力損失較小,運(yùn)行費(fèi)用低,更具節(jié)能意義;

⑦:應(yīng)用范圍廣,蒸汽、氣體、液體的流量均可測量; 檢定周期為二年。


氫氣流量計(jì)技術(shù)參數(shù)

      公稱通徑:

      法蘭式:DN15-DN300

      插入式:DN200-DN2000

      適用范圍:

      氣體:壓縮空氣、二氧化碳、氧氣、氮?dú)獾?/p>

      液體:除鹽水、軟化水、高溫水等

      蒸汽:飽和蒸汽、過熱蒸汽

      介質(zhì)溫度: 

      低溫:–40℃-150℃

      中溫:–40℃-250℃

      高溫:–40℃-350℃

      公稱壓力:

      低壓:≤1.6MPa 、≤2.5MPa 

      中壓:≤4MPa 、≤6.3MPa 

      高壓:≤10MPa 、≤16MPa 、≤25MPa 、≤42MPa

      精度等級(jí):

      測量液體:1.0級(jí)(0.5級(jí)可協(xié)議訂貨)

      測量氣體:1.5級(jí)(1級(jí)可協(xié)議訂貨)

      測量蒸汽:1.5級(jí)(1級(jí)可協(xié)議訂貨)

      插入式:2.5級(jí)

      流速范圍:

      液體:0.35-8m/s

      氣體:3-70m/s

      蒸汽:2.5-75m/s

      測量范圍:見表一、表二、表三、

      輸出信號(hào):

      電壓脈沖:低電平≤1V,高電平 ≥6V

      標(biāo)準(zhǔn)電流:4-20mA

      供電電源:

      電壓脈沖輸出:DC12V/DC24V

      4-20mA標(biāo)準(zhǔn)電流輸出: DC24V/DC24V+3.6V鋰電池

      一體化表頭顯示:3.6V鋰電池

      環(huán)境溫度:–20℃-+55℃

      相對濕度:5%-90%

      表體材料:304不銹鋼,其他材質(zhì)可協(xié)議供貨

      防護(hù)等級(jí):IP65、IP67

      防爆等級(jí):ExibIICT3Gb,ExibIICT4Gb


氫氣流量計(jì)技術(shù)指標(biāo)

公稱通徑(mm) 15,20,25,32,40,50,65,80,100,125,150,200,250,300,(300~1000刺進(jìn)式)
公稱壓力(MPa) DN15-DN200 4.0(>4.0協(xié)議供貨),DN250-DN300 1.6(>1.6協(xié)議供貨)
介質(zhì)溫度(℃) 壓電式:-40~260,-40~320;電容式: -40~300, -40~400,-40~450(協(xié)議訂購)
本體資料 1Cr18Ni9Ti,(其它資料協(xié)議供貨)
允許振蕩加速度 壓電式:0.2g      電容式:1.0~2.0g
精確度 ±1%R,±1.5%R,±1FS;刺進(jìn)式:±2.0%R,±2.0%FS
規(guī)模度 1:6~1:30
供電電壓 傳感器:+12V DC,+24V DC;變送器:+12V DC ,+24V DC;電池供電型:3.6V電池
輸出信號(hào) 方波脈沖(不包括電池供電型):高電平≥5V,低電平≤1V;電流:4~20mA
壓力丟失系數(shù) 契合JB/T9249規(guī)范 Cd≤2.4
防爆標(biāo)志 本安型:ExdⅡia CT2-T5隔爆型:ExdⅡCT2-T5
防護(hù)等級(jí) 普通型IP65     潛水型 IP68
環(huán)境條件 溫度-20℃~55℃,相對濕度5%~90%,大氣壓力86~106kPa
適用介質(zhì) 氣體、液體、蒸汽
傳輸間隔 三線制脈沖輸出型:≤300m,兩線制規(guī)范電流輸出型 (4~20mA):負(fù)載電阻≤750Ω

氫氣流量計(jì)確定傳感器的結(jié)構(gòu)

1、連接方式:法蘭卡裝式(表體不帶法蘭)或法蘭連接式(表體本身帶法蘭)。一般建議選用法蘭卡裝式,因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)緊湊,價(jià)格低,而且供貨周期短。

2、結(jié)構(gòu)類型:一體式結(jié)構(gòu)和分體式結(jié)構(gòu)。一般采用一體式結(jié)構(gòu),只有在特殊場合下采用分體式結(jié)構(gòu)(如:介質(zhì)溫度高時(shí)、環(huán)境溫度或濕度高時(shí)、帶現(xiàn)場顯示為讀數(shù)方便時(shí))。

3、顯示方式:無現(xiàn)場顯示、帶現(xiàn)場顯示和只帶現(xiàn)場顯示,F(xiàn)場顯示是指在表頭上裝有液晶顯示器,可顯示累積流量、瞬時(shí)流量等參數(shù)。

4、信號(hào)輸出方式:脈沖信號(hào)輸出和4~20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出。一般情況下建議采用脈沖信號(hào)輸出,因?yàn)槊}沖信號(hào)直接與漩渦脫落頻率相 對應(yīng),不需轉(zhuǎn)換,具有*的累計(jì)精度;同時(shí),在通常的傳輸距離內(nèi),脈沖信號(hào)傳輸效果較好。標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出一般用于與終端或控制系統(tǒng)組成流量測量系統(tǒng)。

5、防爆形式:非防爆型和本安防爆型。如果被測介質(zhì)是易燃易爆物質(zhì)或測量環(huán)境存在易燃易爆物質(zhì),應(yīng)選用防爆型。

確定渦街流量計(jì)的配置

1、密度補(bǔ)償:

在測量蒸汽的質(zhì)量流量時(shí),由于其密度隨著溫度和壓力的變化而變化,所以要隨時(shí)對蒸汽進(jìn)行補(bǔ)償,要用鉑熱電阻和壓力變送器與渦街傳感器共 同組成質(zhì)量流量測量系統(tǒng)。無任是測量飽和蒸汽還是過熱蒸汽,如果溫度和壓力比較穩(wěn)定,為降低設(shè)備成本,也可以根據(jù)工況狀態(tài),用設(shè)定固定值的辦法補(bǔ)償密度。 其它介質(zhì)可根據(jù)實(shí)際情況組成質(zhì)量流量測量系統(tǒng)。

2、智能流量積算儀的選擇:

只要求顯示參數(shù),可選擇數(shù)碼顯示或液晶顯示的智能流量積算儀;需要追溯歷史數(shù)據(jù),帶有記憶功能,應(yīng)選用智能流量結(jié)算無紙記錄儀;測量飽 和蒸汽,應(yīng)選擇帶溫度自動(dòng)補(bǔ)償密度或壓力自動(dòng)補(bǔ)償密度的流量積算儀;測量過熱蒸汽,應(yīng)選擇帶溫度和壓力同時(shí)補(bǔ)償密度的流量積算儀;采用遠(yuǎn)程通訊,智能流量 積算儀應(yīng)考慮帶有RS485或RS232通訊接口;要求與控制系統(tǒng)組成流量測量系統(tǒng)時(shí),智能流量積算儀應(yīng)帶4~20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出接口;

在需要時(shí),應(yīng)配置后備電源,以便突然停電時(shí)儀表能夠正常計(jì)量。在需要時(shí),應(yīng)配置儀表箱,將智能流量積算儀放置其中,儀表箱帶鎖,使智能流量積算儀的設(shè)置參數(shù)不可隨意調(diào)整,具有防盜功能,同時(shí),在儀表箱內(nèi)裝有保護(hù)電路,起到對智能流量積算儀的保護(hù)作用。

3、遠(yuǎn)程監(jiān)控:在需要多點(diǎn)計(jì)量,分布面積較大,需要實(shí)時(shí)監(jiān)測時(shí),可采用GSM/GPRS通訊網(wǎng)絡(luò)或無線專網(wǎng)遠(yuǎn)程流量監(jiān)測系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對各管路流量的實(shí)時(shí)監(jiān)測和管理。

4、傳感器的口徑的確定:傳感器的口徑不同,其測量范圍不同,而每一種口徑其測量范圍又隨著被測介質(zhì)的種類和工況溫度、壓力的變化而變化,首先確定介質(zhì)在工況下。

選型:
 

型號(hào) 說明

MAT-LUGB 

連接方式  1
 

 

 

 

 
 法蘭連接 (溫壓補(bǔ)償型)

2

 法蘭連接 
 3
 
 法蘭夾裝 (溫壓補(bǔ)償型)
 4
 
 法蘭夾裝 

5


 
 插入式
測量介質(zhì) A  氣體
B  液體
C  蒸汽
公稱通徑 01  15mm
02  20mm
03  25mm
04  40mm
05  50mm
06  65mm
08  80mm
10  100mm
12  125mm
15  150mm
20  200mm
25  250mm
30  300mm
結(jié)構(gòu)形式 Z  一體式儀表
F  分體式儀表
轉(zhuǎn)換器類型 N  傳感器型:+12V或24V供電,輸出三線制脈沖信號(hào)
A  變送器型:+24V供電,輸出二線制4~20mA
B  智能型:鋰電池供電,現(xiàn)場顯示無信號(hào)輸出
C  智能型:+24V供電,現(xiàn)場顯示并輸出二線制4~20mA
D  智能型:鋰電池和+24V雙供電;現(xiàn)場顯示輸出4~20mA
F  智能型:+24V供電,現(xiàn)場顯示并帶有RS486通訊協(xié)議
防爆等級(jí) N  標(biāo)準(zhǔn)型,不防爆
E  隔爆型,ExdIIBT6


在定義電子單元及其功能之前,有必要確定壓力傳感器的布置。一種可能性是永久連接兩個(gè)壓力傳感器; 一個(gè)在壓力連接器1和3之間,另一個(gè)在2和3之間。在這種情況下,第一壓力傳感器應(yīng)該能夠支持在高流速范圍內(nèi)遭受的過壓,其中另一個(gè)傳感器正在執(zhí)行任務(wù)。另一種可能性是使用單個(gè)壓力傳感器,其低壓端口直接連接到壓力連接器3,另外一個(gè)電動(dòng)閥負(fù)責(zé)將連接器1或2切換到高壓端口。代表這個(gè)設(shè)置。該圖描繪了在測量氣體速率時(shí)確定流量密度所需的總壓力傳感器或表壓傳感器。與常規(guī)商用層流流量計(jì)一樣,還需要溫度傳感器來確定氣體密度,在某些情況下,還需要添加相對濕度傳感器來校正此值。

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