氣體超聲波流量計(jì)闡述

 

RF-1000型外夾式超聲波流量計(jì)利用了低電壓、多脈沖發(fā)射接收原理，采用雙平衡信號(hào)差分發(fā)射、接收專利技術(shù)和硬件參數(shù)無(wú)關(guān)設(shè)計(jì)方法；通過(guò)選用國(guó)際上最新、最先進(jìn)的大規(guī)模集成電路和先進(jìn)的SMD貼裝焊接工藝生產(chǎn)而成。確保每臺(tái)出廠的流量計(jì)都具有相同的性能。靈活多變的中文顯示主機(jī)(壁掛F1標(biāo)準(zhǔn)型、壁掛F2防爆型、盤(pán)裝S型、壁掛FN網(wǎng)絡(luò)型)滿足各種不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。簡(jiǎn)單方便的傳感器易于現(xiàn)場(chǎng)人員裝維護(hù)。

 

項(xiàng)目性能/參數(shù)      

測(cè)量主機(jī)準(zhǔn)確度1.0  %    

    重復(fù)性0.2%    

    流速范圍：0-64m/s    

    測(cè)量周期：500mS  (每秒2次，每個(gè)周期采集128組數(shù)據(jù))    

    測(cè)量原理：超聲波時(shí)差原理，4字節(jié)IEEE754浮點(diǎn)運(yùn)算      

    顯示接口：可連接2×10背光型漢字或者2×20字符型液晶顯示器      

    操作： 外接16鍵輕觸鍵盤(pán)以及PC計(jì)算機(jī)設(shè)參軟件      

    輸入： 3路4-20mA輸入可選，準(zhǔn)確度0.1%  ，可輸入壓力、液位、溫度等信號(hào)，也可以作為數(shù)字接口使用      

    兩路三線制PT100鉑電阻輸入回路，可實(shí)現(xiàn)熱量計(jì)量功能（焓差法）      

    輸出電流信號(hào)  (可選模塊)：4-20mA,  阻抗600Ω浮空，準(zhǔn)確度0.1%  。  頻率信號(hào)  (可選模塊)：1-9999Hz之間任選，OCT輸出。  脈沖信號(hào)：正、負(fù)、凈流量及熱量累計(jì)脈沖，雙路OCT輸出  (其中1   路脈沖寬度6~1000ms間可編程，默認(rèn)200ms)  。  報(bào)信號(hào)：雙路OCT輸出，可選近20種源信號(hào)。  數(shù)據(jù)接口：隔離RS485串行接口。      

    通訊協(xié)議：MODBUS協(xié)議、MBUS協(xié)議、FUJI擴(kuò)展協(xié)議，推薦使用MODBUS-RTU協(xié)議或者MODBUS-ASCII協(xié)議      

    其它功能：自動(dòng)記憶前64日、前32個(gè)月、前2  年的累積流量和工作狀態(tài)；自動(dòng)記憶前16次上、斷電時(shí)間和流量并可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或手動(dòng)補(bǔ)加；  可編程定量控制器（可使用外部輸入信號(hào)或MODBUS指令啟動(dòng)）；  1個(gè)雙向串行接口可連接多個(gè)如4~20mA、數(shù)據(jù)記錄器等外部設(shè)備；  工作參數(shù)可固到機(jī)內(nèi)的FLASH存儲(chǔ)器中，上電時(shí)自動(dòng)調(diào)出；  用戶能夠通過(guò)E-mail傳送來(lái)的碼文件實(shí)現(xiàn)軟件升級(jí)  故障自診斷功能。  故障時(shí)間計(jì)時(shí)器。      

    工作電流      50mA  (不連接鍵盤(pán)顯示和蜂鳴器不響的條件下)      

    備用電池      使用CR2032，在24VDC斷電條件下保持10萬(wàn)小時(shí)數(shù)據(jù)不丟失      

    環(huán)境溫度      -10℃～70℃(大于此溫度范圍要求請(qǐng)與廠家聯(lián)系)      

    工作時(shí)間      連續(xù)      

    電  源      24VDC    8~30VDC    24VDC    

    尺寸(mm)      Φ84      116×62      92×36      

傳感器      外縛式      標(biāo)準(zhǔn)S1型，適用管徑DN15～100mm標(biāo)準(zhǔn)M1型，適用管徑DN50～1000mm標(biāo)準(zhǔn)L1型，適用管徑DN300～6000mm高溫S1H型，適用管徑DN15～100mm高溫M1H型，適用管徑DN50～1000mm其它廠家的傳感器      

    插入式：測(cè)量管道材質(zhì)不限（不停產(chǎn)裝）適用于管徑DN80以上。      

    管段式：π型管段式：適用于管徑DN25-DN40，整機(jī)測(cè)量精度±0.5%標(biāo)準(zhǔn)管段式：適用于管徑DN50～DN1000，整機(jī)測(cè)量精度±0.5%      

    信號(hào)電纜：專用SEYV75-2屏蔽雙絞線纜，出廠標(biāo)配5米，特定場(chǎng)合單根可加長(zhǎng)至500  米（不推薦）。      

    防護(hù)等級(jí)：IP68(可浸水工作)      

    可測(cè)管道管材：鋼、不銹鋼、鑄鐵、PVC、銅、鋁、水泥管等一切質(zhì)地密致管道，允許有襯里。      

    襯材：環(huán)氧瀝青、橡膠、灰漿、聚烯、聚乙烯、聚酯、聚乙烯、硬質(zhì)橡膠、膠木、聚四氟乙烯。      

    內(nèi)徑：15mm～6000mm（π型管段式內(nèi)徑可小至2毫米）      

    直管段長(zhǎng)度：上游≥10D，下游≥5D，距泵出口處≥30D。      

    測(cè)量介質(zhì)種類：水、海水、堿液、食物油、汽、煤、柴油、原油、酒精、啤酒等能傳播超聲波的均勻液體。      

    濁 度：≤20000  ppm，污水測(cè)量效果好，絕大多數(shù)污水管道可穩(wěn)定測(cè)量。      

    溫 度： -40℃～160℃      

    流 向：可對(duì)正反向流量分別計(jì)量，并可計(jì)量?jī)袅髁俊?nbsp;

氣體超聲波流量計(jì)種類

熱量表FUE380 西門(mén)子超聲波熱量表 西門(mén)子超聲波冷熱量表

超聲波冷熱量表技術(shù)參數(shù)：壓力等級(jí)：PN16．PN25．PN40管道材科：碳鋼ENl.0345/P235 GH換能器材料：不銹鋼AISI316媒介溫度范圍：一體式2℃-120℃：分體式2℃-200℃．電纜長(zhǎng)度：信號(hào)轉(zhuǎn)換器和傳感器之間最遠(yuǎn)30m防護(hù)等級(jí)：IP67變送器環(huán)境溫度：0~60℃供電方式：電池或電源（臺(tái)電池備份）供電通訊方式：脈沖認(rèn)證：EN1434和OIML R75 Class2,MID

超聲波冷/熱量表由流量計(jì)、積分儀和一對(duì)溫度傳感器組成

西門(mén)子超聲波冷熱量表應(yīng)用領(lǐng)域：超聲波流量計(jì)可在區(qū)域供熱設(shè)備、熱源廠、換熱站、制冷設(shè)備、冷凍機(jī)房及其它常規(guī)水應(yīng)用中測(cè)量水的流量。

西門(mén)子超聲波冷熱量表產(chǎn)品特點(diǎn)：

◆雙聲道超聲波流量計(jì)由電池或交流電源供電，流量傳感器（流量管）無(wú)任何活動(dòng)部件．完全暢通無(wú)阻，不僅確保了精確可靠的流量測(cè)量，而且特別適合中國(guó)供熱寄空調(diào)系統(tǒng)的水質(zhì)和工況要求。◆雙聲道測(cè)量原理可獲得最佳精度◆可測(cè)量任何水質(zhì)，無(wú)電導(dǎo)率要求◆無(wú)壓損◆長(zhǎng)期穩(wěn)定◆動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍高達(dá)：1:200

西門(mén)子超聲波冷熱量表規(guī)格及型號(hào) 

氣體超聲波流量計(jì)描述

 渦街流量計(jì)是根據(jù)門(mén)渦街理論，利用了流體的自然振動(dòng)原理，以壓電晶體或差動(dòng)電容作為檢測(cè)部件而制成的一種速度式流量?jī)x表。

該儀表采用獨(dú)特的差動(dòng)技術(shù)，配合隔離、屏蔽、濾波等措施，克服了同類產(chǎn)品抗震性差、小信號(hào)數(shù)據(jù)紊亂等問(wèn)題，并采用了獨(dú)特的檢測(cè)探頭封裝新技術(shù)和防護(hù)措施，了產(chǎn)品的可靠性。產(chǎn)品有管道式和插入式兩種結(jié)構(gòu)型式，每種型式都有高溫、高壓、防腐、防爆、溫壓補(bǔ)償一體型等規(guī)格，又有整體和分體結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)不同的測(cè)量介質(zhì)和裝環(huán)境。

該儀表具有量程比寬，精度高，裝維護(hù)方便和介質(zhì)適應(yīng)性廣等一系列優(yōu)點(diǎn)。可廣泛應(yīng)用于石油工、冶金機(jī)械、食品、造紙，以及城市管道供熱、供水、煤氣等行業(yè)的各種低黏度液體、氣體、蒸汽等單相流體的工藝計(jì)量和節(jié)能管理。

二、工作原理 

    渦街流量計(jì)根據(jù)門(mén)渦街理論，在流體中設(shè)置旋渦發(fā)生體，當(dāng)流體流經(jīng)旋渦發(fā)生體時(shí)，它的兩側(cè)就形成了交替變的兩排旋渦，這種旋渦被稱為門(mén)渦街。斯特羅哈爾在門(mén)渦街理論的基礎(chǔ)上又提出了門(mén)渦街的頻率與流體的流速成正比，并給出了頻率與流速的關(guān)系式：

f = St × V/d

式中:  f 渦街發(fā)生頻率 (Hz)

St 斯特羅哈爾系數(shù)（常數(shù)）

d 旋渦發(fā)生體迎流面寬度

V旋渦發(fā)生體兩側(cè)的平均流速(m/s )

圖1

    這些交替變的旋渦就形成了一系列交替變的負(fù)壓力，該壓力作用在檢測(cè)探頭上，便產(chǎn)生一系列交變電信號(hào)，經(jīng)過(guò)檢測(cè)放大器轉(zhuǎn)換、整形、放大處理后，輸出脈沖頻率信號(hào)，或進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成與流量成正比的4 ~ 20mA.DC標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)。

三、基本特點(diǎn)

●裝簡(jiǎn)便，維護(hù)十分方便。

●應(yīng)用范圍廣，壓力損失小，運(yùn)行費(fèi)用低。

● 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固，無(wú)可動(dòng)部件，使用壽命長(zhǎng)。

● 采用抗機(jī)械振動(dòng)，抗沖擊和抗臟污的結(jié)構(gòu)新設(shè)計(jì)。

● 從檢測(cè)探頭到運(yùn)放電路實(shí)現(xiàn)了高度的互換性和通用性。

● 可現(xiàn)場(chǎng)顯示，也可遠(yuǎn)距離傳輸，還可與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。

● 檢測(cè)元件不直接接觸測(cè)量介質(zhì)，尤其適合惡劣環(huán)境下的流量測(cè)量。

● 操作簡(jiǎn)單，全部參數(shù)設(shè)定和調(diào)試在出廠前已完成，一般通電后即可正常工作。

● 在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)，輸出信號(hào)不受被測(cè)介質(zhì)物理性質(zhì)和組分變的影響，儀表系數(shù)僅與旋渦發(fā)生體的形狀和尺寸有關(guān)，調(diào)換配件后一般無(wú)須重新標(biāo)定儀表系數(shù)。

四、技術(shù)參數(shù)

●   測(cè)量介質(zhì)：液體、氣體、蒸汽

●   測(cè)量范圍：3.8-445000(m3/h)

●   公稱通徑：非標(biāo)產(chǎn)品可根據(jù)用戶要求特殊定做

●   溫度范圍：壓電式 -10℃ ~ 350℃   電容式 -20℃ ~ 500℃

●   壓力規(guī)格：PN1.6Mpa、2.5Mpa、4.0 Mpa  更高壓力規(guī)格可特殊定做

●   范圍度：正常范圍1：10   擴(kuò)展后范圍1：15

●   壓力損失系數(shù)：Cd≤2.6

●   系統(tǒng)測(cè)量精度：液體、氣體    示值的±1%

                 蒸 汽         示值的±1.5%

                 插入式流量計(jì)  示值的±2.5%

●   供電電壓：三線制脈沖輸出 +12VDC 、+24VDC（可選）

兩線制電流輸出 +24VDC

現(xiàn)場(chǎng)顯示型 儀表自帶3.6V鋰電池                                                                            

●   輸出信號(hào)：脈沖頻率信號(hào)0.1 ~ 3000Hz  低電平≤1V 高電平≥6V

兩線制4 ~ 20mA.DC電流信號(hào)

三線制4 ~ 20mA.DC電流信號(hào)

●   允許振動(dòng)加速度：壓電式 ≤0.2g   電容式 ≤1.0g

●   環(huán)境溫度：普通型 -30℃ ~ 65℃  

防爆型 -25℃ ~ 50℃

現(xiàn)場(chǎng)顯示型 -10℃ ~ 50℃

●   環(huán)境濕度：相對(duì)濕度5 ~ 85%

●   大氣壓力：86 ~ 106Kpa

●   信號(hào)遠(yuǎn)傳距離：≤500m

●   信號(hào)線接口：內(nèi)螺紋M20×1.5

●   防爆等級(jí)：ExibⅡCT2-6

●   防護(hù)等級(jí)：普通型 IP65   潛水型IP68

●   儀表材質(zhì)：儀表外殼采用鋁合金，表體部分采用不銹鋼材質(zhì),也可根據(jù)用戶要求采用特殊材質(zhì)。

五、結(jié)構(gòu)形式與外形尺寸

法蘭裝式                              法蘭連接式

注：常用無(wú)縫鋼管直徑為公制鋼管直徑，如采用英制鋼管，需在定貨單上注明。

六、型號(hào)與規(guī)格                                                                                                                                                                    

                                                           表3

型譜舉例：

65口徑電容式法蘭裝型兩線制渦街流量變送器，帶一體溫度、壓力補(bǔ)償，測(cè)量介質(zhì)蒸汽，溫度200度，壓力0.8Mpa，分體式裝，儀表型號(hào)為L(zhǎng)UGE24-65-632-PTF

七、選型

流量計(jì)的選型是一項(xiàng)非常重要的工作，正確的選型是流量計(jì)能正常工作的前提條件，統(tǒng)計(jì)表明流量計(jì)70%的故障是由于選型錯(cuò)誤或裝不當(dāng)造成的。因此，必須正確對(duì)流量計(jì)進(jìn)行選型，具體的選型方法可參照以下幾條：

流量計(jì)的選型可以對(duì)照型譜表（表？？？）來(lái)進(jìn)行，通過(guò)確定裝方式、測(cè)量介質(zhì)、公稱通徑、溫度規(guī)格、壓力規(guī)格、輸出類型等參數(shù)來(lái)完成對(duì)儀表的選型，下面主要介紹一下公稱通徑的選擇方法。

公稱通徑的選擇主要是根據(jù)測(cè)量介質(zhì)在工作狀況下的流量范圍從表1中查表選擇的，測(cè)量介質(zhì)的流量范圍必須在參比介質(zhì)的流量范圍之內(nèi)，否則不能使用，最佳是處于參比介質(zhì)流量范圍的1/2-2/3處。如果選擇的通徑與管道內(nèi)徑不一致，則需要采用縮管或擴(kuò)管變徑，切不可認(rèn)為流量計(jì)的公稱通徑與管道內(nèi)徑一致就一定合適。

表1所提供的參比介質(zhì)的流量范圍是指工作狀況下的體積流量范圍，如果僅知道測(cè)量介質(zhì)的質(zhì)量流量或者標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積流量，則應(yīng)先換算成工況下的體積流量，再與表1給定的流量范圍相對(duì)照。

    由質(zhì)量流量換算工況下的體積流量按下式計(jì)算：

Q = M/ρ

          式中：Q  工況下的體積流量（m³/h）

                M   工況下的質(zhì)量流量 ( Kg/h )

                ρ  工況下的介質(zhì)密度 ( Kg/m³)

    由標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積流量換算工況下的體積流量按下式計(jì)算：

式中：Qv  工況下的體積流量（m³/h）

                Qb  標(biāo)況下的體積流量（m³/h）    

                 P  介質(zhì)的工作壓力 (表壓MPa )

                 T  介質(zhì)的工作溫度（℃）

如果測(cè)量介質(zhì)的工況密度與參比介質(zhì)的工況密度差別較大時(shí)，則需要重新計(jì)算該介質(zhì)的工況流量范圍，再與表1給定的流量范圍相對(duì)照。

式中：Q  測(cè)量介質(zhì)的工況體積流量（m³/h）

                Q0 表1給定的工況下的體積流量（m³/h）    

                ρ0  參比介質(zhì)的工況密度 (Kg/m³)

ρ   測(cè)量介質(zhì)的工況密度 (Kg/m³)

表1給定的參比介質(zhì)是三種典型介質(zhì)在特定條件下適應(yīng)的數(shù)據(jù)：

● 液體介質(zhì)為水：   T=20℃                              ρ=1000 Kg/m³    

● 氣體介質(zhì)為空氣： T=20℃       P=0.10 MPa（絕壓）     ρ=1.205 Kg/m³   

● 蒸汽為過(guò)熱蒸汽： T=188℃      P=0.38 MPa（絕壓）     ρ=2.2769 Kg/m³  

當(dāng)測(cè)量介質(zhì)為液體時(shí)，為了防止氣蝕，應(yīng)使通過(guò)流量計(jì)的介質(zhì)壓力符合下式要求：

P ≥ 2.6△P+1.25Ps (Pa)

式中：△P 介質(zhì)的壓力損失（Pa )，以下式計(jì)算：

△P=1.2ρV²(Pa)

                P 流量計(jì)下游3.5-7.5D處最小壓力（Pa）

V 介質(zhì)的平均流速（m/s）

                Ps 工作溫度下液體的飽和蒸汽絕對(duì)壓力 ( Pa)

選型舉例

某車間蒸汽管道直徑為150mm，每小時(shí)用3-8噸飽和蒸汽，壓力表顯示工作壓力為0.8MPa，現(xiàn)選用渦街流量計(jì)對(duì)該車間進(jìn)行蒸汽計(jì)量，試選擇合適的流量計(jì)型號(hào)。

計(jì)算：a.查飽和蒸汽密度表得該工作壓力對(duì)應(yīng)的蒸汽密度為4.66 Kg/m³

      b.管道最大工況體積流量為：

Qv = M/ρ=8000/4.66=1717（m³/h）

            同理：最小流量為643 m³/h

c.查表1，150口徑流量計(jì)工況下蒸汽的流量范圍為230-2300 m³/h。顯然，計(jì)算出的體積流量范圍滿足150 mm口徑流量計(jì)的流量范圍，因此，選用與管道公稱通徑相同口徑的流量計(jì)是合適的。

d. 查飽和蒸汽密度表得該工作壓力對(duì)應(yīng)的蒸汽溫度為175℃，小于250℃，所以選用渦街流量計(jì)型號(hào)為L(zhǎng)UGB24-150-232。

八、裝

1、裝的要求

1、1對(duì)環(huán)境的要求

●    流量計(jì)的周圍需有充裕的空間，以便裝接線和日常維護(hù)。

●    流量計(jì)最好裝在室內(nèi)，必須裝在室外時(shí)應(yīng)有防潮和防曬措施。                 

●    流量計(jì)應(yīng)避免裝在有強(qiáng)電磁干擾的場(chǎng)合，接線的位置要遠(yuǎn)離電噪聲。

●    流量計(jì)應(yīng)避免裝在環(huán)境溫度較高、受設(shè)備熱輻射或含有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，若必須

裝時(shí)，須有隔熱通風(fēng)措施。

1、2對(duì)直管段的要求

為了準(zhǔn)確的測(cè)量，流量計(jì)的上游側(cè)和下游側(cè)必須有足夠長(zhǎng)的直管段，上游流動(dòng)分布盡

可能不受干擾，如果有控制和節(jié)流裝置最好裝在下游。直管段長(zhǎng)度用流量計(jì)口徑D的倍數(shù)來(lái)表示，上游側(cè)和下游側(cè)最小的直管段要求如下：

● 上游側(cè)：10D   （10倍口徑）

● 下游側(cè)：5D    （5倍口徑）

流量計(jì)的上游如有彎頭、縮徑、擴(kuò)徑、閥門(mén)等情形，則需要更長(zhǎng)的直管段，具體情況如表？？？和圖？？？？所示。

                                                           表4