流量計(jì)中TUF、容積式流量計(jì)和科氏質(zhì)量流量計(jì)是三類重復(fù)性、精確度的產(chǎn)品,而TUF又具有自已的特點(diǎn),如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工零部件少、重量輕、維修方便、流通能力大和可適應(yīng)高參數(shù)等,是其他兩類流量計(jì)難以達(dá)到的。
YC104W系列渦輪流量計(jì)是吸取了國(guó)內(nèi)外流量?jī)x表*技術(shù)經(jīng)過(guò)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)的新一代渦輪流量計(jì),廣泛用于測(cè)量封閉管道中與不銹鋼1Cr18Ni9Ti、2Cr13及剛玉A12O3、硬質(zhì)合金不起腐蝕作用,且無(wú)纖維、顆粒等雜質(zhì),工作溫度下運(yùn)動(dòng)粘度小于5×10-6m2/s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。
工作原理
圖1所示為渦輪流量傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,由圖可見,當(dāng)被測(cè)流體流過(guò)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。
- 實(shí)用流量方程
qm=qvp 公式2
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)的儀表系數(shù),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)可分為二段,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(guò)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。
傳感器的儀表系數(shù)由流量校驗(yàn)裝置校驗(yàn)得出,它*不問(wèn)傳感器內(nèi)部流體機(jī)理,把傳感器作為一個(gè)黑匣子,根據(jù)輸入(流量)和輸出(頻率脈沖信號(hào))確定其轉(zhuǎn)換系數(shù),它便于實(shí)際應(yīng)用。但要注意,此轉(zhuǎn)換系數(shù)(儀表系數(shù))是有條件的,其校驗(yàn)條件是參考條件,如果使用時(shí)偏離此條件系數(shù)將發(fā)生變化,變化的情況視傳感器類型,管道安裝條件和流體物性參數(shù)的情況而定。
- 理論流量方程
Jdw/dt=M1-M2-M3-M4 公式3
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:軸承摩擦阻力矩;
M4:磁阻力矩。
當(dāng)葉輪以恒速旋轉(zhuǎn)時(shí),Jdw/dt=0,則M1=M2+M3+M4。經(jīng)理論分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證可得
n=Aqv+B-C/qv 公式4
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,它們適用于各種傳感器結(jié)構(gòu)及流體工作條件。至今渦輪儀表特性的水動(dòng)力學(xué)特性仍舊不很清楚,它與流本物性及流動(dòng)特性有復(fù)雜的關(guān)系。比如當(dāng)流場(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。
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)算中是優(yōu)先選用的流量計(jì);
- 輸出脈沖頻率信號(hào),適于總量計(jì)量及與計(jì)算機(jī)連接,無(wú)零點(diǎn)漂移,抗力強(qiáng);
- 可獲得很高的頻率信號(hào)(3~4KHZ),信號(hào)分辯率力強(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;
- 專用型傳感器類型多,可根據(jù)用戶特殊需要設(shè)計(jì)為各類專用型傳感器,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。
基本參數(shù)與技術(shù)性能
儀表口徑及連接方式 | 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 |
儀表材質(zhì) | 304不銹鋼、316(L)不銹鋼等 |
被測(cè)介質(zhì)溫度(℃) | -20~+110℃ |
環(huán)境條件 | 溫度-10~+55℃,相對(duì)溫度5%~90%,大氣壓力86~106Kpa |
輸出信號(hào) | 傳感器:脈沖頻率信號(hào),低電平≤0.8V 高電平≥8V 變送器:兩線制4~20mADC電流信號(hào) |
供電電源 | 傳感器:+12VDC、+24VDC(可選) 變送器:+24VDC 現(xiàn)場(chǎng)顯示型:儀表自帶3.2V鋰電池 |
信號(hào)傳輸線 | STVPV3×0.3(三線制),2×0.3(二線制) |
傳輸矩離 | ≤1000m |
信號(hào)線接口 | 基本型:豪斯曼接頭,防爆型:內(nèi)螺紋M20×1.5 |
防爆等級(jí) | 基本型:非防爆產(chǎn)品,防爆型:ExdIIBT6 |
防護(hù)等級(jí) | IP65 |
2、測(cè)量范圍及工作壓力
儀表口徑 (mm) | 擴(kuò)展流量范圍 (m3/h) | 常規(guī)耐受壓力 (MPa) | 特制耐壓等級(jí)(MPa) (法蘭連接方式) |
DN4 | 0.04~0.4 | 6.3 | 12、16、25 |
DN6 | 0.06~0.6 | 6.3 | 12、16、25 |
DN10 | 0.15~1.5 | 6.3 | 12、16、25 |
DN15 | 0.4~8 | 6.3、2.5(法蘭) | 4.0、6.312、16、25 |
DN20 | 0.45~9 | 6.3、2.5(法蘭) | 4.0、6.312、16、25 |
DN25 | 0.5~10 | 6.3、2.5(法蘭) | 4.0、6.312、16、25 |
DN32 | 0.8~15 | 6.3、2.5(法蘭) | 4.0、6.312、16、25 |
DN40 | 1~20 | 6.3、2.5(法蘭) | 4.0、6.312、16、25 |
DN50 | 2~40 | 2.5 | 4.0、6.312、16、25 |
DN65 | 4~70 | 2.5 | 4.0、6.312、16、25 |
DN80 | 5~100 | 2.5 | 4.0、6.312、16、25 |
DN100 | 10~200 | 1.6 | 4.0、6.312、16、25 |
DN125 | 13~250 | 1.6 | 2.5、4.0、6.312、16 |
DN150 | 15~300 | 1.6 | 2.5、4.0、6.312、16 |
DN200 | 40~800 | 1.6 | 2.5、4.0、6.312、16 |