、用途、點(diǎn)與型譜
M9W-SE-LUW-40氬氣流量計(jì)是種采用壓電晶體作為檢測(cè)元件的現(xiàn)場(chǎng)顯示型流量計(jì)，本流量計(jì)不需要配套二次儀表，可分別顯示瞬時(shí)流量和累計(jì)流量，并可由儀表內(nèi)電池供電，不需外接電源，別適用于油田或共電不便的場(chǎng)所。本流量計(jì)測(cè)量DN25～DN300mm管道的液體、氣體或蒸汽的流量，本流量計(jì)亦可由外電源（24V，DC）供電組成電流遠(yuǎn)傳型體式渦街流量計(jì)。電流遠(yuǎn)傳輸出與流量成正比的標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)（4~20ｍA，DC）（二線制）在危險(xiǎn)場(chǎng)所使用時(shí)，應(yīng)選擇本安防結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品（在型號(hào)后面加B表示）。
二、作原理
氬氣流量計(jì)的基本原理是卡門渦街原理, 即“渦街旋渦分離頻率與流速成比”。變送器流通本體直徑與儀表的公稱口徑基本相同。流通本體內(nèi)插入有個(gè)近似為等腰三角形的柱體,柱體的軸線與被測(cè)介質(zhì)流動(dòng)方向垂直,底面迎向流體。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)流過(guò)柱體時(shí),在柱體兩側(cè)交替產(chǎn)生旋渦,旋渦不斷產(chǎn)生和分離, 在柱體下游便形成了交錯(cuò)排列的兩列旋渦即“渦街”。理論分析和實(shí)驗(yàn)已證明, 旋渦分離的頻率與柱側(cè)
介質(zhì)流速成正比。
式中:
ｆ── 柱體側(cè)旋渦分離的頻率(Ｈｚ);
Ｖ── 柱側(cè)流速(ｍ/ｓ);
ｄ── 柱體迎流面寬度(ｍ);
Ｓr── 斯勞哈爾數(shù)。是個(gè)取決于柱體斷面形狀而與流體性質(zhì)和流速大小基本無(wú)
關(guān)的常數(shù), Ｓr:0.17～0.18.
氬氣流量計(jì)的*柱寬ｄ與流通管直徑Ｄ具有固定的比值,因此, 流經(jīng)
管內(nèi)的平均流速Ｖ與柱側(cè)流速Ｖ有固定的比值:
Ｖ/Ｖ=1-1.25ｄ/Ｄ
旋渦交錯(cuò)分離,在柱體兩側(cè)及柱體后面的尾流中產(chǎn)生脈動(dòng)的壓力,設(shè)在柱體內(nèi)(或后面)的
檢測(cè)探頭受到這種微小的脈動(dòng)壓力的作用, 使埋設(shè)在探頭內(nèi)的壓電晶體元件受到交變應(yīng)力
而產(chǎn)生交變電荷信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)放大器上的電荷變換、放大，濾波限幅和觸發(fā)整形處理后，輸出頻率與旋渦分離頻率相同的方波電壓脈沖信號(hào)。該信號(hào)再送到就地顯示儀，傳感器輸
出的每個(gè)脈沖將代表定體積的被測(cè)流體。段時(shí)間內(nèi)的輸出總脈沖數(shù),將代表這段時(shí)間內(nèi)流過(guò)傳感器的流體總體積。傳感器輸出的電壓脈沖信號(hào)送到連于體的就地顯示儀。就地顯示儀采用*新微耗CPU，測(cè)量渦街傳感器輸出的頻率信號(hào)，根據(jù)設(shè)定的密度，渦街流量系數(shù)行流量運(yùn)算，現(xiàn)場(chǎng)液
晶顯示瞬時(shí)流量和累計(jì)流量。
三、主要參數(shù)及術(shù)標(biāo)
1、使用條件及參數(shù)
環(huán)境溫度：-40～55℃;
相對(duì)濕度:5％～90％;
大氣壓力:86～106ｋＰａ;
被測(cè)流體是單相流體或可以認(rèn)為是單相的流體;
流量計(jì)上下游有符合表１規(guī)定的直管段:
管 道 情 況 上游 下游
同心收縮管，開閘閥 15D 5D
90°直角彎頭 20D 5D
同平面二個(gè)90°彎頭 25D 5D
半開閘閥 50D 5D
不同平面二個(gè)90°彎頭 40D 5D
帶整流管束 12D 3D
2、術(shù)參數(shù)
公稱通徑:25～300ｍｍ：（大于300mm為插入式結(jié)構(gòu)）;
公稱壓力:2.5ＭＰａ、4.0ＭＰａ;
測(cè)量介質(zhì):液體、氣體、蒸汽;
精度等:1.0：（插入式結(jié)構(gòu)為2.5）；
介質(zhì)溫度:-40～+300℃;
本體材質(zhì):1Ｃr18Ｎi9Ｔi;
重復(fù)性:≤0.2％;
供電電源: 3.6V或24ＶDC，遠(yuǎn)傳為24Ｖ,ＤＣ;
連接方式:法蘭卡裝式(大于300mm為插入式結(jié)構(gòu))
傳感器型號(hào) M9W-SE-LUW-2□04
公稱通徑ＤN(ｍｍ) 40
流量范圍（ｍ３／ｈ） 24～236
上述所列流量范圍是在下述狀態(tài)下標(biāo)定的:
對(duì)于氣體是在溫度為0℃,1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的空氣(ρ0=1.293ｋｇ／ｍ3);
對(duì)于液體是為4℃的水(ρ0=1000ｋｇ／ｍ3)。
對(duì)于蒸汽是對(duì)壓力為0.4ＭＰａ的干飽和蒸汽(ρ0=2.1628ｋｇ／ｍ3)。
當(dāng)介質(zhì)條件不是上述條件或用于其它介質(zhì)時(shí),傳感器的流量范圍受介質(zhì)密度和粘度影響。
顯示儀分 主要由微耗放大板（適合何口徑渦街）和CPU板兩塊組成。放大板主要是成電荷變換，電壓放大、觸發(fā)整形及電壓脈沖變換能。CPU板主要成設(shè)定、運(yùn)算
和顯示能。在顯示腔體的另端配有電池盒，安裝節(jié)3.6V電池，為整個(gè)系統(tǒng)供電。電流遠(yuǎn)傳采用24V，DC供電。
五、安裝及接線
1. 安裝地點(diǎn)的選擇
a. 環(huán)境溫度:傳感器的作環(huán)境溫度不低于-40℃,不于+55℃,如受到生產(chǎn)設(shè)備的熱幅射時(shí),應(yīng)采取隔熱和通風(fēng)措施。
b. 環(huán)境空氣:避免將流量計(jì)安裝在含腐蝕性氣體的環(huán)境中, 如只能安裝在含腐蝕性氣體的環(huán)境中,則需提供充分的排風(fēng)措施。
c. 機(jī)械振動(dòng)和沖擊:流量計(jì)的結(jié)構(gòu)是堅(jiān)固的,不會(huì)因振動(dòng)而損傷,但振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生干擾信號(hào),若管道上的振動(dòng)和沖擊強(qiáng)烈,而介質(zhì)流速又低, 則可能導(dǎo)致干擾信號(hào)大于流量信號(hào),成示值誤差。因此,流量計(jì)應(yīng)當(dāng)盡可能安裝在振動(dòng)和沖擊小的場(chǎng)所, 安裝位置在5～20Ｈｚ的振動(dòng)頻率下,要求振動(dòng)加速度不大于1ｇ,否則應(yīng)采取減振措施。例如在流量計(jì)安裝處振源來(lái)向的管道上加裝固定支撐。
d. 其它:流量計(jì)安裝地點(diǎn)周圍應(yīng)有充裕的空間, 安裝在處的流量計(jì)應(yīng)盡量有作平臺(tái),以便于安裝和維修。此外,為了維修檢查方便, 附近應(yīng)有可供測(cè)量?jī)x器用的交流220Ｖ電源插座。
2. 管道安裝與要求
a. 傳感器上游側(cè)和下游側(cè)應(yīng)有足夠長(zhǎng)的直管段。直管段長(zhǎng)度應(yīng)符合表1的要求。
b. 在規(guī)定的直管段長(zhǎng)度內(nèi),管道入流段與出流段目測(cè)應(yīng)是平直的。為保證被測(cè)介質(zhì)滿管,傳感器應(yīng)盡量避免安裝在調(diào)節(jié)閥、半開閘閥的下游。般情況下不在擴(kuò)大管后安裝流量傳感器。
c. 本傳感器可垂直、水平或其它何角度安裝,將傳感器安裝在垂直或傾斜管道上時(shí),流體流向應(yīng)是自下而上的。
d. 需要在傳感器附近裝設(shè)取壓或測(cè)溫點(diǎn)時(shí),取壓點(diǎn)應(yīng)在傳感器前1Ｄ以外, 測(cè)溫點(diǎn)應(yīng)在傳感器5Ｄ以外。
e.安裝卡裝法蘭時(shí)，注意密封墊，不要深入管內(nèi)。
f.被測(cè)介質(zhì)流向須與傳感器流通本體上的流向箭頭標(biāo)志致。
3、插入式渦街流量變送器的安裝
a.在管道上準(zhǔn)備安裝變送處開個(gè)φ70圓孔。
b.在圓孔處焊上隨流量變送器提供的開口法蘭，要求開口法蘭短管須垂直管道并且短管的軸線與管道中心線重合。c.根據(jù)需要確定是否安裝閥。在維修時(shí)裝拆流量變送器時(shí)允許中斷流量，則不需要裝閥；如果不允許中斷流量，則需要裝閥。閥由我公司配套供應(yīng)，型號(hào)為：Q41F16（DN65），若需要安裝閥，訂貨時(shí)須注明。
d.如果需要安裝閥，將閥裝在開口法蘭上，然后打開閥，再將插入式渦街流量變送器裝在閥上，見圖三。如果不需要安裝閥，則直接將插入式渦街流量變送器裝在開口法蘭上，安裝時(shí)請(qǐng)注意測(cè)速本體1應(yīng)在管道中心處，如果偏離，請(qǐng)調(diào)整下螺栓8上的螺母位置。
六、使用說(shuō)明
1． 鍵盤和顯示
顯示儀按如下格式顯示各項(xiàng)參數(shù)
提示符 內(nèi)容 說(shuō)明
F------ 五位瞬時(shí)流量
Fr----- 五位頻率測(cè)量值
PE----- 五位電流輸出值
U------ 五位流量系數(shù)
dEn---- 五位介質(zhì)密度
FH----- 五位流量范圍
FL----- 小信號(hào)切除值
九位累積量
2． 計(jì)算公式
（1）瞬時(shí)流量 F=3.6×dEn×Fr(頻率)/U（儀表常數(shù)）
Fr:渦街頻率（Hz）
U：渦街流量計(jì)儀表常數(shù)、即合格證中的K值（L-1）
流量傳感器在出廠前已經(jīng)調(diào)試和標(biāo)定，每臺(tái)傳感器的流量系數(shù)U均已在出廠合格證
注明（合格證標(biāo)注為K值），它的物理意義是在標(biāo)定狀態(tài)下（P=101.3Kpa,t=20℃）每流過(guò)傳感器1升體積流量，傳感器輸出的脈沖個(gè)數(shù)。
a. 瞬時(shí)流量為作狀態(tài)下體積流量（m3/h）
dEn=1
F=3.6×Fr/U (m3/h)
b、 瞬時(shí)流量為質(zhì)量流量（Kg/h）時(shí)
dEn=ρ (ρ,ｋｇ／ｍ３)
F=3.6×ρ×Fr/U (Kg/h)
c、 瞬時(shí)流量為質(zhì)量流量（t/h）時(shí)
dEn=ρ×１０-3
F=3.6×ρ×１０-3 ×Fr/U (t/h)
d、瞬時(shí)流量為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量（Nm3/h）時(shí)
(2)累計(jì)流量=瞬時(shí)流量對(duì)時(shí)間的積分
3. 鍵盤的操作
在顯示儀表面板上有如下三只按鍵,瞬時(shí)鍵和內(nèi)容鍵
K1 K2 K3
累積 瞬時(shí) 設(shè)置
移位 翻字 確定
(1) 運(yùn)行狀態(tài)下, K1, K2 ,K3分別為累積鍵,瞬時(shí)鍵和設(shè)定鍵.
(2) 設(shè)定狀態(tài)下, K1, K2 ,K3分別為移位鍵, 翻字鍵和確定鍵
(3) 運(yùn)行狀態(tài)下,按下累積鍵則顯示10位累計(jì)量.
按下瞬時(shí)鍵則顯示瞬時(shí)量
按下設(shè)定鍵則依此顯示瞬時(shí),頻率,輸出電流,流量系數(shù), dEn值,流量范圍,小流量去除上限等.
(4）當(dāng)按下K3,接著同時(shí)按下K2則入設(shè)定狀態(tài),這時(shí)可對(duì)流量系數(shù), dEn值,流量范圍,小流量切除等行設(shè)定.按K3鍵則依次顯示U, dEn, FH, FL,等,并可對(duì)當(dāng)前顯示項(xiàng)行數(shù)據(jù)修改.例如設(shè)定密度為123.45,入設(shè)定狀態(tài),按K3鍵使顯示dEn-╳╳╳╳╳╳,且*位在閃動(dòng),接著按K1(移至位,此時(shí)位閃動(dòng)),按動(dòng)K2鍵使位顯示1, 接著按K1(移至二位,此時(shí)二位閃動(dòng)), 按動(dòng)K2鍵使位顯示2,依次類推,直至*位設(shè)定成(小數(shù)點(diǎn)占位),確認(rèn)設(shè)定數(shù)字無(wú)誤后,按下K3鍵行確認(rèn),同時(shí)顯示入下參數(shù)設(shè)定,當(dāng)所有參數(shù)設(shè)定成后,按下K3鍵,接著按下K2鍵就克退出設(shè)定狀態(tài),入顯示狀態(tài).
4、 累積清零: 在運(yùn)行狀態(tài)下, 按五次K1鍵,即可清零累計(jì)流量.
6．注意：
(1)就地顯示:主板上B+、B-分別接電池正負(fù)端(或不用電池共電, V+、LO接24V電源的正負(fù))
放 大 板:渦街引出端分別接放大板兩芯接線柱上.
(2)電流遠(yuǎn)傳: 主板上所標(biāo)24V+、24V-,接24V直流正端及地線.
放大板接法同就地顯示.
七、檢查及調(diào)整
1． 傳感器放大器靜態(tài)作點(diǎn)如表5
表5 放大器靜態(tài)作點(diǎn)（Ｖ，ＤＣ）
電 源 ＴＰ1 ＴＰ2 ＴＰ3 TP4
3V 1.65 1.65 1.65 2.63
2．靈敏度的調(diào)整
靈敏度的調(diào)整起抑制振動(dòng)及其它干擾作用,防止在振動(dòng)強(qiáng)烈的場(chǎng)合,引起信號(hào)的誤觸發(fā),成計(jì)量不準(zhǔn)確。靈敏度調(diào)整電位器Ｗ2在出廠時(shí)已調(diào)于適當(dāng)位置。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整的目的是為了使儀表適應(yīng)作狀況,使其作在狀態(tài),現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整的主要目標(biāo)是:
(1). 使傳感器在使用條件下獲得有規(guī)則的、電氣和機(jī)械干擾噪聲較小的渦街信號(hào)。
(2). 渦街信號(hào)的強(qiáng)度(信號(hào)幅度)適當(dāng),電路的脈沖信號(hào)連續(xù)而均勻, 無(wú)漏信號(hào)和多觸發(fā)信號(hào)現(xiàn)象
八．維護(hù)及故障排除
1. 流量傳感器的正常使用,要求被測(cè)介質(zhì)為單相流體。液體中允許有少量的氣泡或固體顆粒,氣體中允許有少量的液霧或粉塵。飽和蒸汽的干度不低于85％。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)含雜質(zhì)較多時(shí),如欲獲得較好的測(cè)量精度,應(yīng)考慮定期清洗傳感器的流通份。
2. 流量顯示不正常的原因可能由于傳感器故障,也可能來(lái)自顯示儀表,計(jì)算機(jī)的故障,還有可能來(lái)自管道和況方面的原因,因此分析故障原因時(shí)應(yīng)對(duì)系統(tǒng)作面的考察。
3. 直接與傳感器有關(guān)的故障現(xiàn)象及處理方法可參考表8
表8
故障現(xiàn)象 可能原因及處理方法
接通電源后,檢測(cè)放大器無(wú)脈沖信號(hào)輸出。 1.管內(nèi)無(wú)流量或流量太少。
2.放大器供電不正確或有某個(gè)元件損壞。
3.放大器增益太小或觸發(fā)靈敏度太低,需適當(dāng)調(diào)整Ｗ1 或Ｗ2。
管內(nèi)無(wú)流量,但傳感器有信號(hào)輸出。 1.儀表接地**引入干擾。
2.管道有過(guò)分強(qiáng)烈的振動(dòng)。
3.放大器增益太大或觸發(fā)靈敏度太,需適當(dāng)調(diào)整Ｗ1 或Ｗ2
流量顯示值明顯偏大、偏小或流量示擺動(dòng)過(guò)大。 1.安裝不正確或不當(dāng)。
2.放大器觸發(fā)靈敏度或增益調(diào)整不當(dāng),需適當(dāng)調(diào)整Ｗ1或Ｗ2。
3.二次儀表系數(shù)置入不當(dāng)。
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