1、概述
氣體渦輪流量計是一種精密流量測量儀表,與相應的流量積算儀表、現場顯示表等配套可用于測量液體的流量和總量。它被廣泛用于石油、化工、冶金、科研等領域的計量、控制系統。尤其適用于天然氣、干煤氣、壓縮空氣等的測量。
流量計有多種輸出和顯示方式(詳見型號規格代碼表)。
1.1搬運時應注意的事項
為防止受到損壞,流量計在搬運到用戶使用地點之前請使用原包裝。
1.2存放應注意的事項
儀器到達之后應及時安裝。對于電池供電的LRT-I表頭,未使用時應將電源插針置于“OFF”(斷開)位置,以免電池耗電影響電池的使用壽命。如需存放,請注意下列事項:
a)可能的條件下,不打開包裝箱存放。
b)如已打開包裝,或已使用過儀表,請把LRT-I表頭電源跳線器插在“OFF”位置,并使用原包裝。
存放地點應具備下列條件:
a)防雨防潮
b)機械振動小,避免碰撞沖擊
c)溫度在-30~+60℃。理想溫度在25℃左右。
d)如存放在室外,儀表性能就要受到影響。因此一旦儀表搬運到安裝地點,就要盡快地安裝起來。
1.3選擇安裝地點應注意的事項
流量計的設計已考慮到了在惡劣環境條件下的情況,但是為長期保持其精確度和穩定性,在選擇安裝地點時必須注意下列事項:
環境溫度:避免安裝在環境溫度變化很大的場所。如果受到設備的熱輻射時,須有隔熱通風的措施。
環境空氣:避免把流量計安裝在含有腐蝕性氣體的環境中。如果一定要安裝在這樣的環境中,則必須提供通風措施。
機械振動和沖擊:儀表的結構很堅固,但在選擇安裝場所時應盡量避免機械振動或碰撞沖擊。如果儀表安裝在振動較大的管道上,則管道需加支撐。
其它:儀表的周圍應有充裕的空間,以便安裝和定期檢修。
1.4限制使用無線電收發機應注意的事項
流量計的電氣部分是可以抗高頻電噪聲干擾的。但是如果太靠近儀表處使用無線電收發機,那么高頻噪聲干擾就會影響到儀表。查看一下儀表安裝場所,儀表是否受到無線電收發機的影響(把無線電收發機從幾米遠處移向儀表,看是否受到影響)。如有的話,就把收發機遠離該場所。
1.5防爆型儀表安裝注意事項
流量計的設計可用于“爆炸性環境用電氣設備通用要求(GB3836.1)”,“爆炸性環境用防爆電氣設備隔爆型電氣設備“d””及“爆炸性環境用防爆電氣設備本質安全型電路和電氣設備“i””標準所規定的1區和2區危險地區。
2、技術性能
2.1氣體渦輪流量傳感器的技術性能
氣體渦輪流量傳感器的公稱通徑、流量范圍、流體溫度、公稱壓力、環境溫度、相對濕度、壓力損失見表2-1.型號、規格代碼表見表2-2
【例】50AIC2/EX/NT
其涵義是:渦輪式流量計,通徑DN50,精度1.0%,4~20mA模擬輸出,額定工作壓力小于1.6Mpa,有防爆要求,常溫。
輸出:
脈沖:普通放大器LWF-T;防爆放大器FHX-11A
模擬輸出4~20mA:普通型LWA-11;防爆型BHX-11C
防爆等級:ExibⅠ(脈沖,模擬)或ExdⅡBT4(LRT-1,LRT-Ⅱ,LRT-Ⅲ)
2.2LRT-I現場顯示表(鋰電池供電)的技術性能
精確度:
瞬時流量:讀數的0.5%
累計流量:讀數的0.1%
環境溫度:-20~60℃
介質溫度:-20~120℃
*根據防爆溫度組別決定介質溫度
環境濕度:相對濕度5~(不允許有結露現象)
外殼組件的材料:ZL104鑄鋁合金
電源:3.6V鋰電池(1年更換電池)
顯示:6位LCD及工程單位顯示
流量%、瞬時流量、累計流量有6種組合顯示方式
輸出:無輸出
記憶功能:斷電時,所有數據仍保留
誤差修正:分段修正
外殼防護:IP65,防水,防塵
防爆等級:ExdⅡBT4
重量:1.5kg
2.3LRT-Ⅱ現場顯示表(鋰電池供電)的技術性能
精確度:
瞬時流量:讀數的0.5%
累計流量:讀數的0.1%
環境溫度:-20~60℃
介質溫度:-20~120℃
*根據防爆溫度組別決定介質溫度
環境濕度:相對濕度5~(不允許有結露現象)
外殼組件的材料:ZL104鑄鋁合金
電源:+24VDC
顯示:6位LCD及工程單位顯示
流量%、瞬時流量、累計流量有6種組合顯示方式
輸出:脈沖或4~20mA
記憶功能:斷電時,所有數據仍保留
誤差修正:分段修正
外殼防護:IP65,防水,防塵
防爆等級:ExdⅡBT4
重量:1.8kg
2.4LRT-Ⅲ現場顯示表(外供電)的技術性能
精確度:
瞬時流量:讀數的0.5%
累計流量:讀數的0.1%
環境溫度:-20~60℃
介質溫度:-20~120℃
*根據防爆溫度組別決定介質溫度
環境濕度:相對濕度5~(不允許有結露現象)
放大器外殼組件的材料:ZL104鋁合金材料
電源:+24VDC±4.8VDC
顯示:3行LCD及工程單位顯示
顯示溫度、壓力、瞬時流量(標況、工況)、累計流量(標況、工況)
輸出:
脈沖
4~20mA模擬
記憶功能:斷電時,所有數據仍保留
記錄功能(可選):可追溯1年內的歷史記錄(時間、流量、溫度和壓力)
誤差修正:自動溫度壓力補償運算,分段修正
通信(可選):RS485
外殼類別:IP65,防水,防塵
防爆等級:ExdⅡBT4
重量:1.8kg
3、結構與工作原理
3.1氣體渦輪流量傳感器的基本結構
傳感器的基本結構如圖3-1所示,它主要由殼體、前導向架、葉輪、后導向架、壓緊圈、加油系統(DN40以上)和放大器或顯示轉換器等組成:
3.2工作原理
當被測流體流經傳感器時,傳感器內的葉輪借助于流體的動能而產生旋轉,葉輪即周期性地改變磁電感應系統中的磁阻值,使通過線圈的磁通量周期性地發生變化而產生電脈沖信號,經放大器放大后進行顯示或傳送至相應的流量積算儀表、PLC或上位計算機,進行流量或總量的測量。
4、外形尺寸及安裝
4.1外形尺寸
a)、公稱通徑DN15、25的氣體渦輪流量傳感器(公稱壓力PN6.3MPa見圖4-1,表4-1)
b).公稱通徑DN40~300的氣體渦輪流量傳感器(見圖4-2,表4-2)
c)LRT-I現場顯示表(圖4-3)
d)LRT-Ⅱ、LRT-Ⅲ現場顯示表(圖4-4)
4.2安裝
1.安裝的場所
傳感器應在被測液體的溫度為-20~+120℃(特殊高溫場合除外),環境相對濕度不大于80%的條件下工作。從維護方便角度考慮,應安裝在容易拆換和避免配管振動或配管有應力影響的場所??紤]到對放大器的保護,應盡量避免使它受到強的熱輻射和放射性的影響。同時,必須避免外界強電磁場對檢測線圈的影響,如不能避免時,應在傳感器的放大器上加設屏蔽罩,否則干擾將會嚴重影響顯示儀表的正常工作。
2.安裝的位置
傳感器一般應水平安裝,安裝時傳感器上的指示流向的箭頭應與流體的流動方向相符。如必須垂直安裝時,應使流體從下往上流,保證流量傳感器管內充滿流體。
3.配管要點
(1)為了清除液體渦流和斷面流速不均勻對測量的影響,應在傳感器進出口處安置必要的直段或整流器。一般要求上游部分(進口處)的直管段長度為(15~20)D(D為傳感器公稱通徑)。下游部分(出口處的直管段長度為5D,而直管管徑和傳感器通徑要一樣,否則會帶來測量誤差。
此外還應根據傳感器前面配管的狀態來決定上游部分的直管段長度,一般推薦如下(見圖4-5)
調諧收縮時:L=15D
單彎管接頭時:L=20D
雙彎管接頭時:L=25D(一個平面)
L=30D(二個平面)
直角彎管接頭時:L=40D
有截止閥時:L=20D(閥門全開)
L=50D(閥門半開)
另外,為了更有效地清除渦流,提高測量精度,可在上游部分的直管段轉入一束導管組成的整流器。裝上整流器后上游部分的直管段長度為(10~20)D。
(2)為了清除流體中的雜質,確保傳感器的正常工作,提高傳感器的壽命,在傳感器前的管路上應裝上目數為3~9目/厘米2的過濾器。一般情況下通徑大的目數稀,通徑小的目數密。為保證傳感器正常運行,還應根據實際使用情況選用過濾網的目數。
(3)焊接傳感器進口法蘭時,必須注意管內無突出部分。當連接進口法蘭時,兩法蘭外周要*吻合,墊圈不能暴露在管內。偏心異徑接頭將會引起流速不均勻分布的現象,故不能使用。
(4)為了保證工作條件下檢修的需要,變送器前后管道上應安置切斷閥門(截止閥),同時應設置旁通管道。流量控制閥要裝在傳感器的下游。傳感器使用時上游所裝的截止閥必須全開,避免上游部分的流體產生渦流現象。
(5)通過傳感器的流量過大時(超過流量范圍上限),軸承將因轉速過高而加快磨損。為此,在預計有過大流量的情況時,可利用安置在下游部分的流量控制閥調節流體流量。
(6)在新管路上安裝傳感器時,為避免管路中雜質進入傳感器,應先用一根空管子代替傳感器等運行一段時間后,確認雜質已排除再換上傳感器。
5、接線
5.1放大器及現場顯示表的接線
a).普通脈沖輸出放大器接線(LWGQ-□□□□P)
脈沖輸出放大器無需輸入接線。
輸出信號通過防水接頭配用三芯金屬屏蔽導線傳輸,金屬屏蔽網接大地。接線如圖5-1所示。
圖5-1普通脈沖輸出放大器接線
- 供電電源:VDD為+5~+24VDC
- 輸出頻率:(在流量下*)不低于20Hz。
低電平:0~0.5V(推挽輸出)
高電平:(VDD-2)V(推挽輸出)。
- 環境溫度-20℃~+60℃。
- 相對濕度不大于85%。
b).4~20mA模擬輸出轉換器接線(LWGQ-□□□□I)
4~20mA模擬輸出(二線制)接線如圖5-2所示。
實際負載指的是流量積算儀、PLC、計數器、記錄儀、計算機等上位機。
LRT-Ⅱ、LRT-Ⅲ現場顯示表的接線(LWGQ-□□□□M和LWGQ-□□□□C)
二線制電流輸出時電源電壓與負載的關系如圖5-3所示。脈沖輸出電源一般為+24VDC,三線制。
模擬輸出電源一般為+24VDC,二線制。電流輸出接線如圖5-4所示。
脈沖輸出接線如圖5-5所示。
5.2應用舉例
- 脈沖輸出放大器與WP或SWP系列流量積算儀的連接
脈沖輸出放大器與WP或SWP系列流量積算儀的連接如圖5-6所示。
5-6脈沖輸出放大器與WP或SWP系列流量積算儀的連接
B.4~20mA模擬輸出轉換器與WP或SWP系列流量積算儀的連接
4~20mA模擬輸出轉換器與WP或SWP系列流量積算儀的連接如圖5-7所示。
6、流量傳感器的維護
1.傳感器應按照銘牌上的標志的流量范圍、公稱壓力及流向標記安裝使用。
2.傳感器應在流體溫度為-20~+120℃、環境溫度為-20~+60℃環境相對濕度不大于95%的條件下工作。
3.注意定期注油(中華牌701鐘表油),約三個月(或實際使用1000小時)注油一次。對于無加油系統的氣體渦輪傳感器(DN<=25),應將傳感器從管道上卸下,松開壓緊圈,取出導向架(葉輪隨后導向架一起取出),向軸承內滴油2-3滴,然后重新裝配即可,注意不要裝錯前后導向架。對于有外部加油系統的氣體渦輪流量計,傳感器不必從管道上卸下,只要來回推拉加油桿,即向內部軸承注油,一次注油推拉1~2次即可。
3.傳感器在正常情況下,應定期保養軸承,周期一般為半年至一年,視工作條件的惡劣程度而定。如發現葉輪軸承被污染從而轉動不靈活,應拆下清洗軸承和葉輪。軸承有嚴重磨損時,應及時更換,并重新標定儀表。
產品合格證必須妥善保管,以防傳感器的儀表常數等數據遺失。
7、流量傳感器故障及故障排除方法
流量傳感器的故障一般可歸納為三點:,傳感器或顯示表沒有輸出信號:第二,流量為零時仍有信號輸出:第三,指示流量與實際流量不符。這些故障代表原因大致如表8-1:
裝箱單
1.使用說明書一本。
2.合格證一張。
3.中華牌701鐘表油一瓶(僅對帶加油系統的傳感器)。
注意:對氫氣、氧氣等爆炸性氣體嚴格禁油!