一、概述
ZC-YTWY系列渦輪流量計(jì)是吸取了流量?jī)x表技術(shù)經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì),具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕巧、精度高、復(fù)現(xiàn)性好、反應(yīng)靈敏,安裝維護(hù)使用方便等特點(diǎn)的渦輪流量計(jì),廣泛用于測(cè)量封閉管道中與不銹鋼1Cr18Ni9Ti、2Cr13及 剛玉AI2O3、硬質(zhì)合金不起腐蝕作用,且無纖維、顆粒等雜質(zhì),工作溫度下運(yùn)動(dòng)粘度小于5x10-6m2/s的液體,對(duì)于運(yùn)動(dòng)粘度大于5x10-6m2/s的液體,可對(duì)流量計(jì)進(jìn)行實(shí)液標(biāo)定后使用。若與具有特殊功能的顯示儀表配套,還可以進(jìn)行定量控制、超量報(bào)警等,是流量計(jì)量和節(jié)能的理想儀表。二、工作原理
圖1所示為渦輪流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,由圖可見,當(dāng)被測(cè)流體流過傳感器時(shí),在流體作用下,葉輪受力旋轉(zhuǎn),其轉(zhuǎn)速與管道平均流速成正比,葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)周期地改變磁電轉(zhuǎn)換器的磁阻值。檢測(cè)線圈中的磁通隨之發(fā)生周期性變化,產(chǎn)生周期性的感應(yīng)電勢(shì),即電脈沖信號(hào),經(jīng)放大器放大后,送至顯示儀表顯示。
渦輪流量計(jì)的流量方程可分為兩種:實(shí)用流量方程和理論流量方程。
(1)使用流量方程
qv=f/k
qm=qvp
式中
qv;qm分別為體積流量,m3/s,質(zhì)量流量Kg/s;F流量計(jì)輸出信號(hào)的頻率,Hz;K流量計(jì)的儀表系數(shù)p/m3。
流量計(jì)的系數(shù)與流量(或管道雷諾數(shù))的關(guān)系曲線如圖2所示。由圖可見,儀表系數(shù)可分為兩段,即線性段和非線性段。線性段約為其工作段的三分之二,其特性與傳感器結(jié)構(gòu)尺寸及流體粘性有關(guān)。在非線性段,特性受軸承摩擦力,流體粘性阻力影響較大,當(dāng)流量低于傳感器流量下,儀表系數(shù)隨著流量迅速變化。壓力損失與流量近似為平方關(guān)系。當(dāng)流量超過流量上要注意防止空穴現(xiàn)象。結(jié)構(gòu)相似的TUF特性曲線的形狀是相似的,它僅在系統(tǒng)誤差水平方面有所不同。
(2)理論流量方程
根據(jù)動(dòng)量矩定理可以列出葉輪的運(yùn)=M1-M2-M3-M4
式中
J:葉輪的慣性矩;
dw/dt:葉輪的旋轉(zhuǎn)加速度;
M1:流體的驅(qū)動(dòng)力矩;
M2 :粘性阻力矩;
M3:軸承摩察阻力矩;
M4:磁阻力矩。
當(dāng)葉輪以恒速旋轉(zhuǎn)時(shí), ,則M1=M2+ M3+M4.
經(jīng)理論分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證可得
n=Aqv +B-式中
n:葉輪轉(zhuǎn)速;qv:體積流量;
A:與流體物性(密度、粘度等) ,葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)(葉片傾角、葉輪直徑、流道截面積等)有關(guān)的系數(shù);
B :與葉片頂隙,流體流速分布有關(guān)的系數(shù);C:與摩擦力矩有關(guān)的系數(shù)。
國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出許多理論流量方程,它們適用于多種傳感器結(jié)構(gòu)及流體工作條件。至今渦輪儀表持性的水動(dòng)力學(xué)特性仍舊不很清楚,它與流體物性及流動(dòng)特性有復(fù)雜的關(guān)系。比如當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)有旋渦和非對(duì)稱速度分布時(shí)水動(dòng)力學(xué)特性就非常復(fù)雜。不能用理論式推導(dǎo)儀表系數(shù),儀表系數(shù)仍需由實(shí)流校驗(yàn)確定。但是理論流量方程有巨大的實(shí)用意義,它可用于指導(dǎo)傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)使用條件變化時(shí)儀表系數(shù)變化規(guī)律的預(yù)測(cè)和估算。。
三、產(chǎn)品特點(diǎn)
高精確度,一般可達(dá)±1%R、±0.5%R ,高精度型可達(dá)±0.2%R ;
重復(fù)性好,短期重復(fù)性可達(dá)0.05%~0.2%,正是由于具有良好的重復(fù)性,如經(jīng)常校準(zhǔn)或在線校準(zhǔn)可得到的精確度,在貿(mào)易結(jié)算中是較多選用的流量計(jì);
輸出脈沖頻率信號(hào),適于總量計(jì)量及計(jì)算機(jī)連接,無零點(diǎn)漂移,抗干擾能力強(qiáng);可獲得很高的頻率信號(hào)( 3~4kHz) ,信號(hào)分辨力強(qiáng);范圍度寬,中大口徑可達(dá)1:20 ,小口徑為1:10 ;結(jié)構(gòu)緊湊輕巧,安裝維護(hù)方便,流通能力大;
適用高壓測(cè)量,儀表表體上不必開孔,易制成高壓型儀表;
傳感器類型多,可根據(jù)用戶特殊需要設(shè)計(jì)為多類傳感器,例如低溫型、雙向型、井下型、混砂專用型等;
可制成插入型,適用于大口徑測(cè)量,壓力損失小,價(jià)格低,可不斷流取出,安裝維護(hù)方便。
四、技術(shù)參數(shù)
基本參數(shù)
執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) | 渦輪流量傳感器(JB/T9246~1999) |
儀表口徑(mm)及連接方式 | 4、6、10、15、20、25、32、40采用螺紋連接,(15、20、25、32、40)50、65、80、100、125、150、200采用法蘭連接 |
精度等級(jí) | ±1%R、±0.5%R、±0.2%R(需特制) |
量程比 | 1:10;1:15;1:20 |
傳感器材質(zhì) | 304不銹鋼、316(L)不銹鋼等 |
使用調(diào)節(jié) | 介質(zhì)溫度:-20℃~+120℃ 環(huán)境溫度:-20℃~+60℃ 相對(duì)濕度:5%~90% 大氣壓力:86Kpa~106KPa |
信號(hào)輸出功能 | 脈沖信號(hào)、4-20mA信號(hào) |
通訊輸出功能 | RS485通訊、HART協(xié)議等 |
工作電源 | A、外電源:+24VDC±15%,波紋≤±5,適用于4-20mA輸出、脈沖輸出、RS485等 B、內(nèi)電源:1組3.0V10AH鋰電池,電池電壓2.0V~3.0V時(shí)均可正常工作。 |
信號(hào)線接口 | 基本型:豪斯曼接頭或自帶三芯線纜;防爆型:內(nèi)螺紋M20x1.5 |
防爆等級(jí) | Exia II CT4或EXD II BT6 |
防護(hù)等級(jí) | IP65或更高(可訂制) |
測(cè)量范圍及工作壓力
儀表口徑DNmm | 正常流量范圍m3/h | 擴(kuò)展流量范圍m3/h | 常規(guī)連接方式與耐壓等級(jí) | 特制耐壓等級(jí)MPa(法蘭夾裝) |
4 | 0.04~0.25 | 0.04~0.4 | 螺紋連接/6.3MPa | 10、16、25 |
6 | 0.1~0.6 | 0.06~0.6 | 螺紋連接/6.3MPa | 10、16、25 |
10 | 0.2~1.2 | 0.15~1.5 | 螺紋連接/6.3MPa | 10、16、25 |
15 | 0.6~6 | 0.4~8 | 螺紋連接/6.3MPa | 4.0、6.3、10、16、25 |
法蘭連接/2.5MPa | ||||
20 | 0.8~8 | 0.45~9 | 螺紋連接/6.3MPa | 4.0、6.3、10、16、25 |
法蘭連接/2.5MPa | ||||
25 | 1~10 | 0.5~10 | 螺紋連接/6.3MPa | 4.0、6.3、10、16、25 |
法蘭連接/2.5MPa | ||||
32 | 1.5~15 | 0.8~15 | 螺紋連接/6.3MPa | 4.0、6.3、10、16、25 |
法蘭連接/2.5MPa | ||||
40 | 2~20 | 1~20 | 螺紋連接/6.3MPa | 4.0、6.3、10、16、25 |
法蘭連接/2.5MPa | ||||
50 | 4~40 | 2~40 | 法蘭連接/2.5MPa | 4.0、6.3、10、16、25 |
65 | 7~70 | 4~70 | 法蘭連接/2.5MPa | 4.0、6.3、10、16、25 |
80 | 10~100 | 5~100 | 法蘭連接/2.5MPa | 4.0、6.3、10、16、25 |
100 | 20~200 | 10~200 | 法蘭連接/1.6MPa | 2.5、4.0、6.3、10、16、25 |
125 | 25~250 | 13~250 | 法蘭連接/1.6MPa | 2.5、4.0、6.3、10、16 |
150 | 30~300 | 15~300 | 法蘭連接/1.6MPa | 2.5、4.0、6.3、10、16 |
200 | 80~800 | 40~800 | 法蘭連接/1.6MPa | 2.5、4.0、6.3、10、16 |