
靶式流量計于六十年代開始應用于工業流量測量,主要用于解決高粘度、低雷諾數流體的流量測量,先后經歷了氣動表和電動表兩大發展階段,智能靶式流量計是在原有應變片式靶式流量計測量原理的基礎上,采用了新形式的差動傳感器。采用新式差動傳感器是該新型產品真正實現高精度、高穩定性的關鍵核心,徹底改變了原有應變片式靶式流量計溫漂大,抗過載(沖擊)能力差,存在靜態密封點等種種缺陷,不但發揮了靶式流量計原有的技術優勢,同時又具有與容積式流量計相媲美的測量準確度,加之其特有的抗干擾、抗雜質性能,除能替代常規流量計所能測量的流量計量問題,尤其在小流量、高粘度、易凝易堵、高溫、低溫、強腐蝕、強震動等流量計量困難的工況中具有很好的適應性。目前已廣泛應用于冶金、石油、化工、能源、食品、環保等各個領域的流量測量。
一、原理及特性
1、結構
智能靶式流量計主要由測量管(外殼)、新型傳感器(含阻流元件)、積算顯示和輸出部分組成。根據不同的介質和工況,必須選用相適應的傳感器,因此,用戶提供準確的計量對象及參數,生產廠家選用合適的傳感器是產品能否計量準確的關鍵。
2、工作原理
當介質在測量管中流動時,因其自身的動能通過阻流件(靶式流量計)時而產生的壓差,并對阻流件有一作用力,其作用力大小與介質流速的平方成正比,其數學方式表達如下:
F=CdAρ·V2/2
式中:F——阻流件所受的作用力(kg)
Cd——物體阻力系數
A——阻流件對測量管軸向投影面積(mm2)
ρ——工況下介質密度(kg/m3)
V——介質在測量管中的平均流速(m/s)
阻流件(靶)接受的作用力F,經剛性連接的傳遞件(測桿)傳至傳感器,傳感器產生電壓信號輸出: V=KF
式中:V——傳感器輸出的電壓(mV), K——比例常數,
F——阻流件(靶)所受的作用力(kg)
此電壓信號經前置放大、AD轉換及計算機處理后,即可得到相應的瞬時流量和累積總量。
3、產品特點
·整臺儀表結構堅固無可動部件,插入式結構,拆卸方便;
·可選用多種防腐及耐高低溫材質(如哈氏合金,鈦等);
·傳感器不與被測介質接觸,不存在零部件磨損,使用安全可靠;
·具有多種安裝方式供選擇,如選擇在線插入式,安裝費用低;
·具有一體化溫度、壓力補償,直接輸出質量或標方;
·具有可選小信號切除、非線性修正、濾波時間可選擇;
·能準確測量各種常溫、高溫350度、低溫-100度工況下的氣體、液體流量;
·靈敏度高,能測量超小流量,其可測低流速為0.8m/s,測量范圍寬,最大可達1:30;
·計量準確,精度可達到0.2%;
·重復性好,一般為0.05%~0.08%,測量快速;
·壓力損失小,僅為標準孔板的1/2△P左右;
·抗干擾,抗雜質能力特強;抗震動性強,一定范圍內可測脈動流。
·可根據實際需要更換阻流件(靶片)而改變量程;
·低功耗電池現場顯示,能在線直讀示值,顯示屏可同時讀取瞬時和累積流量;
·多種輸出形式,能遠傳各種參數;
·可測量雙向流,正負向累計分別計量;
·可測量液體熱量,顯示熱焓值;
二、技術參數及內容
1、主要技術參數表
被測介質
|
液體;氣體;蒸汽
|
公稱直徑
|
法蘭式15~500mm
|
夾裝式15~500mm
|
插入式65~5000mm
|
公稱壓力
|
0.6~42MPa
|
0.6~42MPa
|
0.6~42MPa
|
介質溫度
|
-100℃~+350℃
|
精確度
|
±0.2%
|
±0.5%
|
±1.0%
|
±1.0%
|
范圍度
|
1:5(液體)
|
1:10(液體、氣體)
|
1:30(液體、氣體)
|
1:12(蒸汽)
|
補償形式
|
溫度補償;壓力補償
|
重復性
|
0.05%~0.08%
|
供電電源
|
機內自備鋰電池(3.6V);外供電源24VDC
|
輸出形式
|
現場顯示;4~20mA,二線制;脈沖0~5V;RS485/RS232;HART
|
測量管材料
|
碳鋼;不銹鋼;亦可按用戶要求協商提供
|
防爆標志
|
隔爆型(ExdⅡCT4)
|
防護等級
|
IP65;IP67
|
法蘭規格
|
流量計連接法蘭規格執行GB/T系列標準,也可以根據用戶要求特殊加工。
|
2、典型應用
氣體類:煤氣、空氣、氫氣、天然氣、氮氣、液化石油氣、過氧化氫、煙道氣、甲烷、丁烷、氯氣等。
液體類:重油、石蠟、瀝青、硫酸、食用油、渣油、丙酮、柴油、礦井水、洗滌劑、醬油、汽油、硅油、糖漿、溶劑、香水、海水、航空煤油、皂酮水、葡萄糖、菜油酸、鹽水、漿糊、墨水、冷卻劑、乙二醇、礦物油 、液態糖、鹽酸、汽車涂料、樹脂、牛油、菜油、液氧、洗發液、牙膏、凝膠、燃油、牛奶、漂白劑、調節劑、蘇打、添加劑、清洗劑、堿性、氨、船用油、化學試劑、煤油、甘油、染料、水、硝酸、高沸點有機溶液、豬油、酒精、油、乙烯、聚丙烯、甲笨等。
蒸汽類:過熱蒸汽、飽和蒸汽。
三、流量計測量范圍選擇(超出流量范圍的可以訂做)
1、標準水流量測量范圍表
公稱口徑DN(mm)
|
流量計測量范圍(m3 /h)
|
靶徑比范圍
|
最大壓降(kPa)
|
15
|
0.1~3
|
0.8~0.5
|
75.53
|
20
|
0.17~5
|
0.8~0.5
|
55.12
|
25
|
0.3~9
|
0.8~0.4
|
34.45
|
32
|
0.5~14
|
0.8~0.3
|
24.12
|
40
|
1.0~20
|
0.8~0.3
|
17.23
|
50
|
1.5~40
|
0.8~0.3
|
6.89
|
65
|
2.5~40
|
0.7~0.35
|
5.51
|
80
|
3.5~60
|
0.7~0.35
|
4.31
|
100
|
5~80
|
0.7~0.3
|
2.76
|
125
|
6~100
|
0.7~0.3
|
2.07
|
150
|
10~150
|
0.6~0.25
|
1.38
|
200
|
18~200
|
0.6~0.25
|
0.89
|
250
|
25~300
|
0.5~0.25
|
0.56
|
300
|
40~500
|
0.5~0.2
|
0.35
|
350
|
50~800
|
0.5~0.2
|
0.01
|
400
|
65~1200
|
0.5~0.2
|
0.07
|
450
|
90~1600
|
0.4~0.2
|
0.06
|
500
|
110~2500
|
0.4~0.2
|
0.05
|
550
|
140~3600
|
0.35~0.2
|
0.04
|
600
|
170~4000
|
0.3~0.15
|
0.03
|
700
|
230~5000
|
0.3~0.15
|
0.011
|
800
|
300~6000
|
0.3~0.15
|
0.0083
|
900
|
370~8000
|
0.3~0.15
|
0.0062
|
1000
|
470~14000
|
0.2~0.1
|
0.0055
|
1100
|
560~16000
|
0.2~0.1
|
0.0041
|
1200
|
670~20000
|
0.2~0.1
|
0.0034
|
1300
|
780~23000
|
0.2~0.1
|
0.0028
|
1400
|
900~27000
|
0.2~0.1
|
0.0018
|
1500
|
1050~31000
|
0.2~0.1
|
0.0016
|
1600
|
1200~32500
|
0.2~0.1
|
0.0014
|
1700
|
1350~36500
|
0.2~0.1
|
0.0012
|
1800
|
1510~40800
|
0.2~0.1
|
0.0011
|
1900
|
1680~45500
|
0.2~0.1
|
0.0010
|
2000
|
1850~50000
|
0.2~0.1
|
0.0009
|
2100
|
1980~55800
|
0.2~0.1
|
0.0008
|
注:實際壓降=(實際流量/滿量程流量) ×滿量程最大壓降。
2、選型計算
智能靶式流量計的選型需經過計算,把實際流量轉換成等量的標準流量,然后再按選型表選擇合適口徑及型號。計算公式如下:
液體介質: q0=q1(ρ/ρ0)^1/2
氣體介質: Q0=Q1(ρ/ρN) ^1/2
q0——標準水的流量(m3/h) Q0——標準干空氣流量(Nm3/h)
q1——實際液體介質滿量程流量(m3/h)
Q1——實際氣體介質標態滿量程流量(m3/h) ρ0——標準狀態水的密度
ρN——標準狀態干空氣密度 ρ——實際介質密度
標準條件指:
標準狀態壓力:Po=101.325kPa(絕) 標準狀態溫度:t0=20℃
標準狀態空氣密度:ρ空氣= 1.293kg/m3 標準狀態水密度: ρ水 =999.8kg/m3
3、工況壓力下飽和水蒸汽流量測量范圍表
公稱 口徑
(mm)
|
測 量 范 圍(表壓) t/h
|
0.1Mpa
|
0.2Mpa
|
0.3Mpa
|
0.4 Mpa
|
0.5Mpa
|
0.6 Mpa
|
0.8Mpa
|
1.0Mpa
|
1.5Mpa
|
2.0Mpa
|
15
|
0.002~0.02
|
0.003~0.03
|
0.005~0.05
|
0.007~0.07
|
0.008~0.08
|
0.009~0.09
|
0.012~0.12
|
0.015~0.15
|
0.023~0.23
|
0.03~0.3
|
20
|
0.003~0.03
|
0.006~0.06
|
0.009~0.09
|
0.012~0.12
|
0.015~0.15
|
0.017~0.17
|
0.022~0.22
|
0.028~0.28
|
0.04~0.4
|
0.055~0.55
|
25
|
0.005~0.05
|
0.009~0.09
|
0.014~0.14
|
0.019~0.19
|
0.02~0.2
|
0.027~0.27
|
0.035~0.35
|
0.044~0.44
|
0.065~0.65
|
0.085~0.85
|
32
|
0.008~0.08
|
0.016~0.16
|
0.023~0.23
|
0.032~0.32
|
0.036~0.36
|
0.044~0.44
|
0.056~0.56
|
0.072~0.72
|
0.1~1.0
|
0.14~1.4
|
40
|
0.012~0.12
|
0.025~0.25
|
0.036~0.36
|
0.045~0.45
|
0.058~0.58
|
0.069~0.69
|
0.09~0.9
|
0.11~1.1
|
0.16~1.6
|
0.22~2.2
|
50
|
0.02~0.2
|
0.038~0.38
|
0.057~0.57
|
0.075~0.75
|
0.09~0.9
|
0.1~1.0
|
0.14~1.4
|
0.17~1.7
|
0.26~2.6
|
0.34~3.4
|
65
|
0.035~0.35
|
0.065~0.65
|
0.1~1.0
|
0.13~1.3
|
0.15~1.5
|
0.18~1.8
|
0.24~2.4
|
0.29~2.9
|
0.44~4.4
|
0.58~5.8
|
80
|
0.05~0.5
|
0.1~1.0
|
0.15~1.5
|
0.18~1.8
|
0.23~2.3
|
0.27~2.7
|
0.36~3.6
|
0.45~4.5
|
0.66~6.6
|
0.88~8.8
|
100
|
0.08~0.8
|
0.15~1.5
|
0.23~2.3
|
0.28~2.8
|
0.36~3.6
|
0.42~4.2
|
0.56~5.6
|
0.7~7.0
|
1.0~10
|
1.3~13
|
125
|
0.12~1.2
|
0.24~2.4
|
0.35~3.5
|
0.48~4.8
|
0.56~5.6
|
0.68~6.8
|
0.89~8.9
|
1.1~11
|
1.6~16
|
2.1~21
|
150
|
0.18~1.8
|
0.35~3.5
|
0.5~5.0
|
0.7~7.0
|
0.82~8.2
|
0.96~9.6
|
1.2~12
|
1.5~15
|
2.3~23
|
3.1~31
|
200
|
0.32~3.2
|
0.6~6.0
|
0.9~9.0
|
1.2~12
|
1.4~14
|
1.7~17
|
2.2~22
|
2.8~28
|
4.1~41
|
5.5~55
|
250
|
0.5~5.0
|
1.0~10
|
1.4~14
|
1.9~19
|
2.2~22
|
2.7~27
|
3.5~35
|
4.4~44
|
6.5~65
|
8.6~86
|
300
|
0.7~7.0
|
1.4~14
|
2. ~20
|
2.5~25
|
3.3~33
|
3.9~39
|
5~50
|
6.2~62
|
9.2~92
|
12~120
|
350
|
1.0~10
|
1.9~19
|
2.8~28
|
3.5~35
|
4.4~44
|
5.2~52
|
7~70
|
8.5~85
|
12~120
|
16-160
|
400
|
1.3~13
|
2.5~25
|
3.6~36
|
4.7~47
|
5.8~58
|
6.8~68
|
9~90
|
11~110
|
16~160
|
22~220
|
450
|
1.6~16
|
3.1~31
|
4.6~46
|
6.0~60
|
7.4~74
|
8.6~86
|
11~110
|
14~140
|
21~210
|
27~270
|
500
|
2.0~20
|
3.8~38
|
5.6~56
|
7.0~70
|
9.1~91
|
10~100
|
14~140
|
17~170
|
26~260
|
34~340
|
4、標準干空氣流量測量范圍表
公稱 口徑
DN (mm)
|
測 量 范 圍 (表壓) Nm3 /h
|
0.01MPa
|
0.1MPa
|
0.2MPa
|
0.3MPa
|
0.4MPa
|
0.6MPa
|
0.8MPa
|
1.0MPa
|
2.0MPa
|
15
|
2 ~20
|
4~40
|
6~60
|
8~80
|
10~100
|
14~140
|
18~180
|
22~220
|
42~420
|
20
|
3~30
|
6~60
|
9~90
|
12~120
|
15~150
|
21~210
|
27~270
|
33~330
|
63~630
|
25
|
5~50
|
1~100
|
15~150
|
20~200
|
25~250
|
35~350
|
45~450
|
55~550
|
105~1050
|
32
|
8~80
|
16~160
|
24~240
|
32~320
|
40~400
|
56~560
|
72~720
|
88~880
|
168~1680
|
40
|
13~130
|
26~260
|
39~390
|
42~420
|
65~650
|
91~910
|
117~1170
|
143~1430
|
273~2730
|
50
|
20~200
|
40~400
|
60~600
|
80~800
|
100~1000
|
140~1400
|
180~1800
|
220~2200
|
420~4200
|
65
|
35~350
|
70~700
|
105~1050
|
140~1400
|
175~1750
|
245~2450
|
315~3150
|
385~3850
|
735~7350
|
80
|
50~500
|
100~1000
|
150~1500
|
200~2000
|
250~2500
|
350~3500
|
450~4500
|
550~5500
|
1050~10500
|
100
|
80~800
|
160~1600
|
240~2400
|
320~3200
|
400~4000
|
560~5600
|
720~7200
|
880~8800
|
1680~16800
|
125
|
130~1300
|
260~2600
|
390~3900
|
420~4200
|
650~6500
|
910~9100
|
1170~11700
|
1430~14300
|
2730~27300
|
150
|
180~1800
|
360~3600
|
540~5400
|
720~7200
|
900~9000
|
1260~12600
|
1620~16200
|
1980~19800
|
3780~37800
|
200
|
300~3000
|
600~6000
|
900~9000
|
1200~12000
|
1500~15000
|
2100~21000
|
2700~27000
|
3300~33000
|
6300~63000
|
250
|
500~5000
|
1000~10000
|
1500~15000
|
2000~20000
|
2500~25000
|
3500~35000
|
4500~45000
|
5500~55000
|
10500~105000
|
300
|
750~7500
|
1500~15000
|
2250~22500
|
3000~30000
|
3750~37500
|
5250~52500
|
6750~67500
|
8250~82500
|
15750~157500
|
350
|
1000~10000
|
2000~20000
|
3000~30000
|
4000~40000
|
5000~50000
|
7000~70000
|
9000~90000
|
11000~110000
|
21000~210000
|
400
|
1300~13000
|
2600~26000
|
3900~39000
|
4200~42000
|
6500~65000
|
9100~91000
|
11700~117000
|
14300~143000
|
27300~273000
|
450
|
1700~17000
|
3400~34000
|
5100~51000
|
6800~68000
|
8500~85000
|
11900~119000
|
15300~15300000
|
18700~187000
|
35700~357000
|
500
|
2000~20000
|
4000~40000
|
6000~60000
|
8000~80000
|
10000~100000
|
14000~14000000
|
18000~180000
|
22000~220000
|
42000~420000
|
550
|
2500~2500
|
5000~50000
|
7500~75000
|
10000~100000
|
12500~125000
|
17500~175000
|
22500~225000
|
27500~275000
|
52500~525000
|
600
|
3000~30000
|
6000~60000
|
9000~90000
|
12000~120000
|
15000~150000
|
21000~210000
|
25000~250000
|
33000~330000
|
63000~630000
|
700
|
4000~40000
|
8000~80000
|
12000~120000
|
16000~160000
|
20000~200000
|
28000~280000
|
36000~360000
|
44000~440000
|
84000~840000
|
800
|
5000~50000
|
10000~100000
|
15000~150000
|
20000~200000
|
25000~250000
|
35000~350000
|
45000~450000
|
55000~550000
|
105000~1050000
|
900
|
6500~65000
|
13000~130000
|
19500~195000
|
26000~260000
|
32500~325000
|
45500~455000
|
58500~585000
|
71500~715000
|
136500~1365000
|
1000
|
8000~80000
|
16000~160000
|
24000~240000
|
32000~320000
|
40000~400000
|
56000~560000
|
72000~720000
|
88000~880000
|
168000~1680000
|
注:表中干空氣為20℃,0.101MPa絕對壓力下標準干空氣流量范
四、流量計外形及安裝尺寸
1、法蘭管道式
2、流量計法蘭連接
a、法蘭規格:公稱壓力0.6MPa~42.0MPa;
b、法蘭尺寸主要采用國家標準GB/T系列,并可采用化工行業標準HG系列、
機械行業標準JB/T系列,也可協商提供按照客戶要求的法蘭。
五、儀表輸出及連線
1、儀表輸出形式
a、電流輸出:4~20mA;電源:15-36VDC,二線制;
b、脈沖輸出:0~1000Hz ;內阻1000歐;電源:15-36VDC;10mA;
c、RS232/RS485 接口;電源:15-36VDC;10mA;
d、HART;電源:15-36VDC,二線制;
六、流量計常見故障及處理方法:
1)當管道內被測介質流速為零時,流量計示值瞬時流量值不為零,造成該現象的原因有:
a.安裝前后流量計水平度不一致,以至靶片和靶桿因傾斜而產生軸向水平分力導致瞬時存在。
b.流量計長期運行,其傳感器內部應力釋放產生微變。
c.安裝或運行過程中,嚴重過載造成零點漂移。
以上三種方式均可參照本說明書有關流量計清零的步驟和方法處理。
d.流量計傳感器受潮或絕緣強度不夠。
處理方法用電吹風烘干傳感器或返廠檢修。
e.靶片、靶桿與測具之間被雜物卡住。
處理方法:關閉流量計前后閥門,用工具松開流量計過渡部件與測量管這間的連接螺栓,并輕輕的晃動過渡部件或取出,清理雜物后照原樣復位即可。
f.不帶流量傳感器溫度零點補償的高溫流量計,未在其最高工作溫度下清零。
處理方法:流量計在其最高工況溫度并保證補測介質流速為零的條件下清零即可。
2)流量計進行過程中示值同現非正常增大,造成該現象的主要原因有:
a. 靶片以及靶桿上掛有絲狀及帶狀雜物。
處理方法:參照處理雜物方法。
b.高結圬條件下,靶片和靶桿產生嚴重結圬,使受力元件靶板沿測量管軸線上投影面積增加,即靶片與測量管這間環形過流面積減少,進而在相同流量下,傳感器受力增大,最終導致流量示值得非正常增加。
處理方法:取下過渡部件,用工具將靶片和靶桿以及測量管內壁上的污物清除即可。
c. 流量計傳感器因外界因素而受潮,絕緣強度降低,輸出信號疊加而導致示值增大。
處理方法:烘干傳感器接線部分,旋緊儀表外殼,保證密封性能,如仍不能解決,即可送回生產廠處理。
3)計量誤差大,造成該現象的原因很多,其最主要的原因為以下幾種:
a.安裝時流量計與連接管道相對同心度出現較大錯位,密封墊片未同心,從而形成節流阻件,極大影響被測介質流態。
處理方法:調整安裝狀態。
b. 流量計前后直管段太短,并于流量計前直接安裝了彎頭、閥門等極大干擾被測介質流態的部件。
處理方法:按照說明書要求進行安裝或對流量計進行實地實流標定。
c. 旁通管道泄漏
處理方法:檢查及更換旁通管路。
d. 靶片上繞纏有帶狀雜物,增大了靶片受力。
處理方法:參照前面處理雜物方法。
e. 流量計電路板相關元件損壞
處理方法:返廠修理。
4 )流量計無示值或無反信號,其原因主要有以下三種:
a. 電源接觸不良脫落或反相
處理方法:對于自帶電池的流量計,檢查電池是否裝穩,觸點是否良好,以及電池是否有電。對于外接電源,應檢查連接導線之間連接是否完好,導線是否導通,正負極是否反相,外供電源是否正常。
b. 流量計電源電路損壞
處理方法:返廠修理。
c. 顯示屏損壞
處理方法:返廠更換。
5)流量計運行過程中示值一直為零,此種現象主要原因有:
a.受力元件(靶片)脫落,導致傳感器無感應。
處理方法:裝配相同規格的靶片。
b.流量計傳感器無電壓輸出信號
處理方法:說明傳感器已損壞,需返廠修理。
c.流量計傳感器與過渡部件之間被卡死。
處理方法:取出過渡部件進行清理或返廠修理
d.被測介質流量太小,低于流量計的最小刻度流量。
處理方法:返廠重新更換受力元件。
6)瞬時流量無顯示,該現象主要原因有:
a.儀表運輸或安裝時傳感器受力過大導致傳感器損壞。
處理方法:更換傳感器或返廠修理
b.儀表運行時有過載流量沖擊導致傳感器損壞
處理方法:更換傳感器或返廠修理
c.吹掃管線時儀表未取下導致傳感器過載損壞
處理方法:更換傳感器或返廠修理
d.傳感器接頭松動,接觸不良導致線路不通
處理方法:更換傳感器接頭或返廠修理
七、特別提示
1)更換電池
①自帶電池的流量計,示屏右上方電池電量示窗顯示電量不足時,應馬上更換電池。更換電池應為相同技術電池。(可向廠方咨詢或購買)
②儀表會自動對內部的參數和累積流量進行數據保存。
③當環境溫度低于-20℃以下時,流量計液晶示屏會凍結,即不再顯示,但不影響內部計量測量,一但溫度超過-18℃,液晶會恢復顯示狀態,因而在嚴寒地區流量計應采用保溫措施。
2)環境要求
流量計盡管自身有相當的防護等級,但為了盡可能提高其使用壽命和可靠性,建議對安裝在室外的流量儀表加以相應的遮雨及防碰撞措施。
特別提示:
高溫儀表安裝時請安裝在水平管道,并向下傾斜45度,避免熱氣流烘烤電子表頭。
儀表傳感器為精密部件,儀表下部連接桿(精密受力部件)與傳感器直接連接,在安裝、調校、運輸過程當中應對其加以保護,以免對連接桿碰撞、擠壓或人為施加大于傳感器最大量程的力而導致傳感器永久性損壞。特別是插入式儀表,必須對靶片和傳感器的連接桿加以保護或采用固定措施。
儀表選型:DSB--□□□□□□□□□
DSB產品代號:智能靶式流量計
1-----口徑
2-----儀表類型,A—管道法蘭,B—夾裝式,C—插入式
3-----介質類型,Y—液體,Q—氣體,Z—蒸氣
4-----介質溫度,C—常溫(-20—80度),G—高溫(-20---350度)
5------公稱壓力,
6------外殼材料,Z—鑄鋼,N—不銹鋼
7------補償內容,T—溫度補償,P—壓力補償,W—溫壓補償,N—不補償
8------輸出方式,I—4—20MA,F—頻率輸出,R—485通訊,H—HART通訊
9------防爆形式,X—本安型,Y—隔爆型 |