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气体涡轮流量计

1、概述

气体涡轮流量计是一种精密流量测量仪表,与相应的流量积算仪表、现场显示表等配套可用于测量液体的流量和总量。它被广泛用于石油、化工、冶金、科研等领域的计量、控制系统。尤其适用于天然气、干煤气、压缩空气等的测量。

流量计有多种输出和显示方式(详见型号规格代码表)。

1.1搬运时应注意的事项

为防止受到损坏,流量计在搬运到用户使用地点之前请使用原包装。

1.2存放应注意的事项

仪器到达之后应及时安装。对于电池供电的LRT-I表头,未使用时应将电源插针置于“OFF”(断开)位置,以免电池耗电影响电池的使用寿命。如需存放,请注意下列事项:

a)可能的条件下,不打开包装箱存放。

b)如已打开包装,或已使用过仪表,请把LRT-I表头电源跳线器插在“OFF”位置,并使用原包装。

存放地点应具备下列条件:

a)防雨防潮

b)机械振动。?苊馀鲎渤寤鳇/p>

c)温度在-30~+60℃。理想温度在25℃左右。

d)如存放在室外,仪表性能就要受到影响。因此一旦仪表搬运到安装地点,就要尽快地安装起来。

1.3选择安装地点应注意的事项

流量计的设计已考虑到了在恶劣环境条件下的情况,但是为长期保持其精确度和稳定性,在选择安装地点时必须注意下列事项:

环境温度:避免安装在环境温度变化很大的场所。如果受到设备的热辐射时,须有隔热通风的措施。

环境空气:避免把流量计安装在含有腐蚀性气体的环境中。如果一定要安装在这样的环境中,则必须提供通风措施。

机械振动和冲击:仪表的结构很坚固,但在选择安装场所时应尽量避免机械振动或碰撞冲击。如果仪表安装在振动较大的管道上,则管道需加支撑。

其它:仪表的周围应有充裕的空间,以便安装和定期检修。

1.4限制使用无线电收发机应注意的事项

流量计的电气部分是可以抗高频电噪声干扰的。但是如果太靠近仪表处使用无线电收发机,那么高频噪声干扰就会影响到仪表。查看一下仪表安装场所,仪表是否受到无线电收发机的影响(把无线电收发机从几米远处移向仪表,看是否受到影响)。如有的话,就把收发机远离该场所。

1.5防爆型仪表安装注意事项

流量计的设计可用于“爆炸性环境用电气设备通用要求(GB3836.1)”,“爆炸性环境用防爆电气设备隔爆型电气设备“d””及“爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备“i””标准所规定的1区和2区危险地区。

2、技术性能

2.1气体涡轮流量传感器的技术性能

气体涡轮流量传感器的公称通径、流量范围、流体温度、公称压力、环境温度、相对湿度、最大压力损失见表2-1.型号、规格代码表见表2-2

 

【例】50AIC2/EX/NT

其涵义是:涡轮式流量计,通径DN50,精度1.0%,4~20mA模拟输出,额定工作压力小于1.6Mpa,有防爆要求,常温。

输出:

脉冲:普通放大器LWF-T;防爆放大器FHX-11A

模拟输出4~20mA:普通型LWA-11;防爆型BHX-11C

防爆等级:ExibⅠ(脉冲,模拟)或ExdⅡBT4(LRT-1,LRT-Ⅱ,LRT-Ⅲ)

2.2LRT-I现场显示表(锂电池供电)的技术性能

精确度:

瞬时流量:读数的0.5%

累计流量:读数的0.1%

环境温度:-20~60℃

介质温度:-20~120℃

*根据防爆温度组别决定介质温度

环境湿度:相对湿度5~100%(不允许有结露现象)

外壳组件的材料:ZL104铸铝合金

电源:3.6V锂电池(1年更换电池)

显示:6位LCD及工程单位显示

流量%、瞬时流量、累计流量有6种组合显示方式

输出:无输出

记忆功能:断电时,所有数据仍保留

误差修正:分段修正

外壳防护:IP65,防水,防尘

防爆等级:ExdⅡBT4

重量:1.5kg

2.3LRT-现场显示表(锂电池供电)的技术性能

精确度:

瞬时流量:读数的0.5%

累计流量:读数的0.1%

环境温度:-20~60℃

介质温度:-20~120℃

*根据防爆温度组别决定介质温度

环境湿度:相对湿度5~100%(不允许有结露现象)

外壳组件的材料:ZL104铸铝合金

电源:+24VDC

显示:6位LCD及工程单位显示

流量%、瞬时流量、累计流量有6种组合显示方式

输出:脉冲或4~20mA

记忆功能:断电时,所有数据仍保留

误差修正:分段修正

外壳防护:IP65,防水,防尘

防爆等级:ExdⅡBT4

重量:1.8kg

2.4LRT-现场显示表(外供电)的技术性能

精确度:

瞬时流量:读数的0.5%

累计流量:读数的0.1%

环境温度:-20~60℃

介质温度:-20~120℃

*根据防爆温度组别决定介质温度

环境湿度:相对湿度5~100%(不允许有结露现象)

放大器外壳组件的材料:ZL104铝合金材料

电源:+24VDC±4.8VDC

显示:3行LCD及工程单位显示

显示温度、压力、瞬时流量(标况、工况)、累计流量(标况、工况)

输出:

脉冲

4~20mA模拟

记忆功能:断电时,所有数据仍保留

记录功能(可。:可追溯1年内的历史记录(时间、流量、温度和压力)

误差修正:自动温度压力补偿运算,分段修正

通信(可。:RS485

外壳类别:IP65,防水,防尘

防爆等级:ExdⅡBT4

重量:1.8kg

3、结构与工作原理

3.1气体涡轮流量传感器的基本结构

传感器的基本结构如图3-1所示,它主要由壳体、前导向架、叶轮、后导向架、压紧圈、加油系统(DN40以上)和放大器或显示转换器等组成:

3.2工作原理

当被测流体流经传感器时,传感器内的叶轮借助于流体的动能而产生旋转,叶轮即周期性地改变磁电感应系统中的磁阻值,使通过线圈的磁通量周期性地发生变化而产生电脉冲信号,经放大器放大后进行显示或传送至相应的流量积算仪表、PLC或上位计算机,进行流量或总量的测量。

4、外形尺寸及安装

4.1外形尺寸

a)、公称通径DN15、25的气体涡轮流量传感器(公称压力PN6.3MPa见图4-1,表4-1)

b).公称通径DN40~300的气体涡轮流量传感器(见图4-2,表4-2)

c)LRT-I现场显示表(图4-3)

d)LRT-Ⅱ、LRT-Ⅲ现场显示表(图4-4)

4.2安装

1.安装的场所

传感器应在被测液体的温度为-20~+120℃(特殊高温场合除外),环境相对湿度不大于80%的条件下工作。从维护方便角度考虑,应安装在容易拆换和避免配管振动或配管有应力影响的场所。考虑到对放大器的保护,应尽量避免使它受到强的热辐射和放射性的影响。同时,必须避免外界强电磁场对检测线圈的影响,如不能避免时,应在传感器的放大器上加设屏蔽罩,否则干扰将会严重影响显示仪表的正常工作。

2.安装的位置

传感器一般应水平安装,安装时传感器上的指示流向的箭头应与流体的流动方向相符。如必须垂直安装时,应使流体从下往上流,保证流量传感器管内充满流体。

3.配管要点

(1)为了清除液体涡流和断面流速不均匀对测量的影响,应在传感器进出口处安置必要的直段或整流器。一般要求上游部分(进口处)的直管段长度为(15~20)D(D为传感器公称通径)。下游部分(出口处的直管段长度为5D,而直管管径和传感器通径要一样,否则会带来测量误差。

此外还应根据传感器前面配管的状态来决定上游部分的直管段长度,一般推荐如下(见图4-5)

调谐收缩时:L=15D

单弯管接头时:L=20D

双弯管接头时:L=25D(一个平面)

L=30D(二个平面)

直角弯管接头时:L=40D

有截止阀时:L=20D(阀门全开)

L=50D(阀门半开)

另外,为了更有效地清除涡流,提高测量精度,可在上游部分的直管段转入一束导管组成的整流器。装上整流器后上游部分的直管段长度为(10~20)D。

(2)为了清除流体中的杂质,确保传感器的正常工作,提高传感器的寿命,在传感器前的管路上应装上目数为3~9目/厘米2的过滤器。一般情况下通径大的目数。?ň缎〉哪渴?。为保证传感器正常运行,还应根据实际使用情况选用过滤网的目数。

(3)焊接传感器进口法兰时,必须注意管内无突出部分。当连接进口法兰时,两法兰外周要完全吻合,垫圈不能暴露在管内。偏心异径接头将会引起流速不均匀分布的现象,故不能使用。

(4)为了保证工作条件下检修的需要,变送器前后管道上应安置切断阀门(截止阀),同时应设置旁通管道。流量控制阀要装在传感器的下游。传感器使用时上游所装的截止阀必须全开,避免上游部分的流体产生涡流现象。

(5)通过传感器的流量过大时(超过流量范围上限),轴承将因转速过高而加快磨损。为此,在预计有过大流量的情况时,可利用安置在下游部分的流量控制阀调节流体流量。

(6)在新管路上安装传感器时,为避免管路中杂质进入传感器,应先用一根空管子代替传感器等运行一段时间后,确认杂质已排除再换上传感器。

5、接线

5.1放大器及现场显示表的接线

a).普通脉冲输出放大器接线(LWGQ-□□□□P

脉冲输出放大器无需输入接线。

输出信号通过防水接头配用三芯金属屏蔽导线传输,金属屏蔽网接大地。接线如图5-1所示。

图5-1普通脉冲输出放大器接线

 

  • 供电电源:VDD为+5~+24VDC
  • 输出频率:(在流量下限时)不低于20Hz。

 

低电平:0~0.5V(推挽输出)

高电平:(VDD-2)V(推挽输出)。

  • 环境温度-20℃~+60℃。

 

  • 相对湿度不大于85%。

b).420mA模拟输出转换器接线(LWGQ-□□□□I

4~20mA模拟输出(二线制)接线如图5-2所示。

实际负载指的是流量积算仪、PLC、计数器、记录仪、计算机等上位机。

 

LRT-、LRT-现场显示表的接线(LWGQ-□□□□MLWGQ-□□□□C

二线制电流输出时电源电压与负载的关系如图5-3所示。脉冲输出电源一般为+24VDC,三线制。

模拟输出电源一般为+24VDC,二线制。电流输出接线如图5-4所示。

脉冲输出接线如图5-5所示。

5.2应用举例

  1. 脉冲输出放大器与WPSWP系列流量积算仪的连接

脉冲输出放大器与WP或SWP系列流量积算仪的连接如图5-6所示。

5-6脉冲输出放大器与WP或SWP系列流量积算仪的连接

B.420mA模拟输出转换器与WPSWP系列流量积算仪的连接

4~20mA模拟输出转换器与WP或SWP系列流量积算仪的连接如图5-7所示。

6、流量传感器的维护

1.传感器应按照铭牌上的标志的流量范围、公称压力及流向标记安装使用。

2.传感器应在流体温度为-20~+120℃、环境温度为-20~+60℃环境相对湿度不大于95%的条件下工作。

3.注意定期注油(中华牌701钟表油),约三个月(或实际使用1000小时)注油一次。对于无加油系统的气体涡轮传感器(DN<=25),应将传感器从管道上卸下,松开压紧圈,取出导向架(叶轮随后导向架一起取出),向轴承内滴油2-3滴,然后重新装配即可,注意不要装错前后导向架。对于有外部加油系统的气体涡轮流量计,传感器不必从管道上卸下,只要来回推拉加油杆,即向内部轴承注油,一次注油推拉1~2次即可。

3.传感器在正常情况下,应定期保养轴承,周期一般为半年至一年,视工作条件的恶劣程度而定。如发现叶轮轴承被污染从而转动不灵活,应拆下清洗轴承和叶轮。轴承有严重磨损时,应及时更换,并重新标定仪表。

产品合格证必须妥善保管,以防传感器的仪表常数等数据遗失。

7、流量传感器故障及故障排除方法

流量传感器的故障一般可归纳为三点:第一,传感器或显示表没有输出信号:第二,流量为零时仍有信号输出:第三,指示流量与实际流量不符。这些故障代表原因大致如表8-1:

装箱单

1.使用说明书一本。

2.合格证一张。

3.中华牌701钟表油一瓶(仅对带加油系统的传感器)。

注意:对氢气、氧气等爆炸性气体严格禁油!

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