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金属转子流量计、金属管浮子流量计、金属管转

2019-10-20    来源:红旗仪表(江苏)有限公司

金属转子流量计、金属管浮子流量计、金属管转子流量计在工况气体、液体双相介质的测量应用阐述

金属管浮子流量计的工作原理之一是浮力定律,也就是与被测介质的密度有关,密度不稳定时浮子就会跳动。由于本工况液体伴有不定气体量的情况,产生脉动流,导致了流量计的上述现象。
  
  目前各种常规流量计都不适用于气、液双相介质,而工艺过程的盐液及碱液流量必须加以测量和控制,即必须安装流量计。因此,选用一种可用的流量计或对现有的某种流量计进行改进设计以满足此特定工况测量要求就成为下步工作。
  
  实施方案的选择与确定至少要满足以下3点:
  
  (1)流量计的接液零部件必须能承受阴、阳两极管道中含氯气盐液及碱液的强烈氧化和腐蚀;
  
  (2)安装连接尺寸尽量与原流量计相同,以减少工作量;
  
  (3)流量计自身能有效地缓冲和减少由随机产生气体带来的剧烈波动,达到可视为稳定值的读数,并且输出电流信号波动满足调节系统的要求。
  
  按上述要求对电磁流量计、涡轮流量计、涡街流量计、浮子流量计与差压式流量计等进行分析、比较后认为只有对金属管浮子流量计进行必要的改进才是可行的和zui佳的方案。因此淮安中控自动化仪表有限公司在其原有产品基础上特殊设计了一种金属管浮子流量计。
  
  • 产品名称:H250智能型金属管浮子流量计

  • 产品型号:HQ-H250
  • 产品厂商:红旗
简单介绍:
智能型金属管浮子流量计是工业自动化过程控制中常用的一种变面积流量测量仪表。它具有体积小,检测范围大,使用方便等特点。它可用来测量液体、气体以及蒸汽的流量,特别适宜低流速小流量的介质流量测量。
详情介绍:

智能型金属管浮子流量计测量部分特点:
 
1、坚固的全金属结构设计型浮子流量计
 
2、采用独立概念设计的测量管指示器
 
3、可选择不锈钢、哈氏合金、钛材、PTFE材料测量系统
 
4、低压力损失设计
 
5、短行程、小型结构设计、仪表总高度250
 
6、磁性耦合结构确保数据传输、信号更加稳定
 
7、保温或伴热夹套
 
8、垂直、水平、各种安装方式更适合不同使用场合
 
9、适用于小口径和低流速介质流量测量
 
10、工作可靠,维护量小,寿命长
 
11、对于直管段要求不高
 
12、较宽的流量比10:1
 
13、双行大液晶显示,可选现场瞬时/累计流量显示,可带背光
 
14、单轴灵敏指示
 
15、非接触磁耦合传动
 
16、全金属结构,适于高温、高压和强腐蚀性介质
 
17、可用于易燃、易爆危险场合
 
18、选二线制、电池、交流供电方式
 
19、多参数标定功能
 
20、带有数据恢复,数据备份及掉电保护功能
 
智能型金属管浮子流量计主要技术参数:
 
◇测量范围:水(20℃)1-200000 l/h
 
                    空气(20℃,0.1013MPa)0.03-4000m3/h;参见流量表,特殊流量可订制
 
◇量 程 比:标准型10:1
 
◇精 度:标准型1.0级;特殊型0.5级
 
◇压力等级:标准型:DN15-DN50 4.0MPa DN80-DN200 1.6MPa
 
                      特殊型:DN15-DN50 25MPa DN80-DN200 16MPa
 
                      夹套的压力等级为1.6MPa;特殊型在选型和订货前应与工厂协商
 
◇压力损失:7kPa-70kPa
 
◇介质温度:标准型:-80℃-+200℃:PTFE:0℃-85℃
 
                       高温型:*高可达400℃
 
◇介质粘度:DN15:η<5mPa.s(F15.1-F15.3)
 
                                  η<30mPa.s(F15.4-F15.8)
 
                      DN25:η<250mPFa.s
 
                      DN50-DN150:η<300mPa.s
 
◇环境温度:液晶型-30℃-+85℃
 
                      指针型-40℃-+120℃
 
◇连接形式:标准型:DIN2501标准法兰
 
                      特殊型:由用户指定的任意标准法兰或螺纹
 
◇电缆接口:M20*1.5
 
◇供电电源:标准型:24VDC二线制4-20mA(10.8VDC-36VDC)
 
                      交流型:85-265VAC 50HZ
 
                       电池型:3.6V@7.5AH锂电池,可连续使用三年以上。
 
◇报警输出:上限或下限瞬时流量报警
 
                      集电极开路输出(*大100mA@30VDC内部阻抗100欧)
 
                     继电器输出(触点容量1A@30VDC或0.25A@250VAC或0.5A@125VAC)
 
◇脉冲输出:累积脉冲输出,*小间隔50毫秒
 
◇液晶显示:瞬时流量显示数值范围:0-50000
 
                      累计流量显示数值范围:0-99999999(可带小数点)
 
◇防护等级:IP65
 
◇防爆标志:本安型iaⅡCT5;隔爆型dⅡBT6
耐腐型通径
DN(mm)
普通型通径
DN(mm)
流 量 范 围
*大压力损失
空气m3/h 20
0.101325 MPa
L/h 20
空气(kPa)
水(kPa)
15
15
0.07~0.7
2.5~25
7.1
6.5
0.11~1.1
4.0~40
7.2
6.5
0.18~1.8
6.0~60
7.3
6.6
0.28~2.8
10~100
7.5
6.6
0.40~4.0
16~160
8.0
6.8
0.70~7.0
25~250
10.8
7.2
1.00~10
40~400
10
8.6
25
1.60~16
60~600
14
11.1
25
3.00~30
100~1000
7.7
7
4.50~45
160~1600
8.8
8
7.00~70
250~2500
12
10.8
50
11~110
400~4000
19
15.8
50
18~180
600~6000
8.6
8.1
25~250
1000~10000
10.4
11
80
40~400
1600~16000
15.6
17
80
75~750
2500~25000
 
8.1
100
100~1000
4000~40000
 
9.5
100
150~1500
6000~60000
 
10
150
125
 
8000~80000
 
 
 
 
100000~1000000
 
 
 
150
 
15000~150000
 
 

体积流量Q的基本方程式为:
式中α 仪表的流量系数,因浮子形状而异;
ε 被测流体为气体时气体膨胀系数,通常由于此系数校正量很小而被忽略,且通过校验已将它包括在流量系数内,如为液体则ε= 1 
△F 流通环形面积,m2 ;
g 当地重力加速度,m/s2;
Vf 浮子体积,如有延伸体亦应包括,m3;
ρf 浮子材料密度,kg/m3;
ρ 被测流体密度,如为气体是在浮子上游横截面上的密度,kg/m3;
Ff 浮子工作直径(*大直径)处的横截面,m2;
Gf 浮子重量,kg。
流通环形面积与浮子高度之间的关系如式(3)所示,当结构设计已定,则d、β为常量。
式中有h的二次项,一般不能忽略此非线性关系,只有在圆锥角很小时,才可视为近似线性。 

式中d 浮子*大直径(即工作直径),m;
h 浮子从锥管内径等于从浮子*大直径处上升高度,m;
β 锥管的圆锥角;
a、b 为常数 
从(1),(2),(3)公式可知,在一定的条件下,浮子在锥管内的高度与体积流量有一定的比例对应关系。读出浮子的高度,就可以知道相对应的体积流量,再通过转换器,将浮子的高度转换成所对应的体积流量所对应的刻度,这就是金属管浮子流量计的检测原理。
转换指示器
转换器实际上是将锥管内浮子的高度转换成所对应的体积流量的刻度。从输出信号来分:有就地显
示型和远传信号输出型:
就地显示型:由就地指示器中的随动磁钢与浮子内磁钢耦合,而发生转动,同时电动指针通过刻度盘指示出此时流量 

智能型金属管浮子流量计 
  

智能远传型,由智能型指示器中的随动磁钢与浮子内磁钢耦合,而发生转动,同时带动传感磁钢及指针,通过一个磁传感器将磁场变化转化成电信号,经A/D转换,数字滤波,微处理器处理,D/A输出,LCD液晶显示,来显示出瞬时流量及累积流量大小。(如下图所示)
智能型金属管浮子流量计



 


式中α 仪表的流量系数,因浮子形状而异;
ε 被测流体为气体时气体膨胀系数,通常由于此系数校正量很小而被忽略,且通过校验已将它包括在流量系数内,如为液体则ε= 1 
△F 流通环形面积,m2 ;
g 当地重力加速度,m/s2;
Vf 浮子体积,如有延伸体亦应包括,m3;
ρf 浮子材料密度,kg/m3;
ρ 被测流体密度,如为气体是在浮子上游横截面上的密度,kg/m3;
Ff 浮子工作直径(*大直径)处的横截面,m2;
Gf 浮子重量,kg。
流通环形面积与浮子高度之间的关系如式(3)所示,当结构设计已定,则d、β为常量。
式中有h的二次项,一般不能忽略此非线性关系,只有在圆锥角很小时,才可视为近似线性。 
智能型金属管浮子流量计 
式中d 浮子*大直径(即工作直径),m;
h 浮子从锥管内径等于从浮子*大直径处上升高度,m;
β 锥管的圆锥角;
a、b 为常数 
从(1),(2),(3)公式可知,在一定的条件下,浮子在锥管内的高度与体积流量有一定的比例对应关系。读出浮子的高度,就可以知道相对应的体积流量,再通过转换器,将浮子的高度转换成所对应的体积流量所对应的刻度,这就是金属管浮子流量计的检测原理。
转换指示器
转换器实际上是将锥管内浮子的高度转换成所对应的体积流量的刻度。从输出信号来分:有就地显
示型和远传信号输出型:
就地显示型:由就地指示器中的随动磁钢与浮子内磁钢耦合,而发生转动,同时电动指针通过刻度盘指示出此时流量 

智能型金属管浮子流量计 
智能远传型,由智能型指示器中的随动磁钢与浮子内磁钢耦合,而发生转动,同时带动传感磁钢及指针,通过一个磁传感器将磁场变化转化成电信号,经A/D转换,数字滤波,微处理器处理,D/A输出,LCD液晶显示,来显示出瞬时流量及累积流量大小。(如下图所示)

智能型金属管浮子流量计
金属管浮子流量计的口径、浮子号及刻度的计算

1、计算方法
(1) 根据用户给出的数据,选择适当的公式计算相应标校介质的流量Qs: 
智能型金属管浮子流量计 
其中:Qs-标校介质(水或空气)在标准状态下(20℃,0.1013Mpa)的流量 
Q-用户介质流量 K-修正系数
(2)根据计算得到的 Qs值,查流量表来确定选用的浮子号及测量管的口径(流量表中的数值都是水或空气在标准状态下的流量值)
(3)确定测量管口径和浮子号后,建议用下式确定被测介质流量刻度的上限值Q: 
智能型金属管浮子流量计 
其中:Qi查流量表中选取某一浮子号对应的水或空气流量的*大值。
(4)由于计算中没有考虑粘度的修正,有可能与工厂计算的结果产生差异。

2、修正系数K的确定
(1)对于液体介质
a、如果Q是液体体积流量则用下式计算K:

智能型金属管浮子流量计 

b、如果Q是液体质量流量则用下式计算K:

智能型金属管浮子流量计

其中:ρf:所选浮子密度(g/cm3)
不锈钢浮子密度为7.8
聚四氟乙烯浮子(PTFE)密度为3.4
镍基合金(Hastelloy)密度为8.3
ρ:被测介质的密度
(2)对于气体体介质
a、如果Q是标准状态下(20℃,0.1013Mpa)气体的体积流量,则用下式计算K:

智能型金属管浮子流量计

b、如果Q是操作状态下气体的体积流量,则用下式计算K:

智能型金属管浮子流量计

c、如果Q是气体的质量流量,则用下式计算K:

智能型金属管浮子流量计
  
 在以上各式中:
ρ: 被测介质的密度:被测气体介质在20℃,0.1013MPa状态下密度(kg/m3)
P:被测气体介质的优良压力(MPa)
T:被测气体介质的优良温度(K)
ρ0:空气在20℃,0.1013MPa情况下密度(1.205kg/m3)
P 0:标校介质的优良压力(0.1013MPa)
T 0:标校介质的优良温度(293.15K)

d、辅助密度换算公式 
智能型金属管浮子流量计 
其中:ρst: 被测气体介质在标准状态下密度(Kg/m3)
ρt: 被测气体介质在操作状态下密度(Kg/m3)
Tt: 被测气体介质在操作状态下优良温度(K)
Pt:被测气体介质在操作状态下优良压力(MPa)
p0:被测气体介质在标准状态下优良压力(MPa)
T0:被测气体介质在操作状态下优良温度(K)

金属管浮子流量计的结构

1、高温型结构(G型) 
      高温结构型(G型)是用于介质温度过高或过低而需要对测量管采取保温隔热措施的介质的流量测量。高温型结构是加大了测量管与指示器之间的距离来增加散热、增加隔热材料厚度,保证指示器工作在允许的环境温度范围内。选型为"G"型。
G型金属管浮子流量计可以测量温度达-80℃-+300℃的介质的流量。

智能型金属管浮子流量计

智能型金属管浮子流量计

2、带阻尼器装置的结构(Z型)
      阻尼器结构型用于流量计入口流量(压力)不稳定时的介质流量测量,特别是对于气体的测量。它的结构如图所示.

智能型金属管浮子流量计
3、夹套型结构(T型)
     夹套型结构用于对需要伴热或冷却(如高粘度和易结晶)的介质的流量测量。在夹套中通过加热或冷却介质,使低沸点、低凝固点流体不汽化和不结晶。
伴热介质的导入和导出连接,标准型要用HG20594-97 DN15 PN1.6法兰,其它的法兰规格连接可与生产厂标明,夹套的压力等级为1.6MPa.
夹套型流量计结构见FA标准型流量计法兰、外形尺寸图。

4、高压型结构(Y型)
      高压型结构用于被测介质压力大于标准的压力等级的流量测量。高压型结构如下图所示。目前FFM64系列的*高压力可以达到32MPa。另外高压型流量计可提供内置磁过滤器型,安装高度均为350mm。FA、FB和FC型*大压力为10MPa.
智能型金属管浮子流量计 
高压型外形尺寸及重量 
智能型金属管浮子流量计 
注:1、G为仪表重量(kg)

原理图

安装示意图


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