DN50蒸汽流量計

       DN50蒸汽流量計基于卡門渦街原理制成的一種流體振蕩性流量計。即在流動的流體中放置一個非流線型的對稱形狀的物體（渦街流量傳感器中稱之為漩渦發(fā)生體），就會在其下流兩側(cè)產(chǎn)生兩列有規(guī)律的漩渦即卡門渦街，其漩渦頻率正比于流體速度：    F- Stu/d    (1)    F-渦街頻率d--漩渦發(fā)生體寬度    u-來流速度    S_-斯特勞哈爾數(shù)    S_的值與漩渦發(fā)生體寬度研口雷諾數(shù)Re有關(guān)。當(dāng)雷諾數(shù)Re<2×104情況下，S_為變數(shù)，當(dāng)Re在2×104__ 7X 106的范圍內(nèi)，S_值基本上保持不變，這段范圍為流量計的基本測量范圍。       式(1)表明，當(dāng)d和S_為定值時，漩渦產(chǎn)生的頻率F與流體的平均流速u成正比，利用這一特性制成了渦街流量計。        斯特勞哈爾數(shù)為無量綱參數(shù)，它與漩渦發(fā)生體形狀及雷諾數(shù)有關(guān)，圖2所示為圓柱狀漩渦發(fā)生體的斯特勞哈爾數(shù)與管道雷諾數(shù)的關(guān)系圖。由圖可見，在Re -2×lOr-- 7×1 06范圍內(nèi)，Sr可視為常數(shù)，這是儀表正常工作范圍， 渦街流量計輸出的脈沖頻率信號不受流體物性和組分變化的影響，即儀表系數(shù)在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)僅與漩渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān)。但是作為流量計在物料平衡及能源計量中需檢測質(zhì)量流量的，這時流量計的輸出信號應(yīng)同時監(jiān)測體積流量和流體密度，流體物性和組分對流量計量還是有直接影響的。      

蒸汽流量計具有以下一些特點：
1、輸出為脈沖頻率，其頻率與被測流體的實際體積流量成正比，它不受流體組分、密度、壓力、溫度的影響；
2、 測量范圍寬，一般范圍度可達(dá)IQ 1以上；   
3、精確度較高的（與差壓式，浮子式流量計比較），對于氣體一般為測量值的（±1蜘±2%R無零點漂移；  
4)、結(jié)構(gòu)簡單牢固，安裝方便，維護(hù)費較低；
5、 應(yīng)用范圍廣泛，可適用液體、氣體和蒸氣。
 6)、壓損小(約為孔板流量計1/4- 1/2)。        

2. 常見異常及處理:    (1) 故障現(xiàn)象實際流量大時表計流量反而變小，同時壓力明顯下降。       故障原因：實際流量超過表計工作上限流量，表計與實際流量不匹配。       渦街流量計的儀表口徑及規(guī)格選擇很重要，它類似于差壓流量計節(jié)流裝置的設(shè)計計算，在進(jìn)行儀表選擇時必須明確熱用戶工作狀態(tài)的大、常用、小流量，還應(yīng)檢查流量測量范圍是否處于儀表的工作范圍（即上限流量的1/2～2/3處）。渦街流量計的輸出信號是與工作狀態(tài)的體積流量成正比的，表計是在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)校驗的，把測到的信號流量換算成同樣為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量方為實際流量，這被稱為流量計的自動補(bǔ)償計算。  Q黽(pTnZ. /p。TZ)  式中：  Q-補(bǔ)償計算得出的實際體積流量，m3／h；  Q-工作狀態(tài)測量到的脈沖頻率所對應(yīng)的體積流量，nf /h;    B P-分別為工作狀態(tài)和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的壓力，Pa;    T Tn -分別為工作狀態(tài)和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的熱力學(xué)溫度，K    Z z-分別為工作狀態(tài)和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體匿縮系數(shù)。       在用戶用汽高峰時，表計可測量頻率和容積流量Q都達(dá)至上限不再上升，同時因為受過小的管道通徑節(jié)流，造成壓力p下降，所以表計的顯示流量Q下降。 
當(dāng)用戶沒有提供準(zhǔn)確的用汽量信息，或是擴(kuò)大生產(chǎn)后未及時通知供汽方，就可能造成類似現(xiàn)象，尤其在量程范圍較小的小流量用戶中更容易出現(xiàn)。此時，通過比較該流量下的對應(yīng)頻率脈沖值，就可以了解實際的流量情況。必要時需要更換適合的流量計。     (2) 故障現(xiàn)象用戶停止用汽后還有一個穩(wěn)定的用汽量。
故障原因儀表靠近強(qiáng)電設(shè)備或高頻脈沖干擾源，受附近電纜的電磁信號影響形成假信號。      這種情況下，通?？梢酝ㄟ^分析當(dāng)時的假流量信號的頻率，正好為5 0Hz即常用的交流電的頻率來確定。通過遠(yuǎn)離干擾源安裝，改善屏蔽與接地，排除電磁干擾就可以得到解決。    (3) 故障現(xiàn)象有不規(guī)則的異常峰值流量出現(xiàn)。 
故障原因：轉(zhuǎn)換器靈敏度過高；流量計受外界振動干擾，產(chǎn)生假流量信號。 如儀表安裝在振動的設(shè)備附近或有過往車輛的路邊時，外界的振動形成一個類似于渦街頻率的信號，被表計當(dāng)做流量顯示出來。首先在選擇傳感器安裝場所時盡量注意避開振動源，對于已經(jīng)安裝完成的表計可以通過一些辦法補(bǔ)救： -采取減震措施，如采用彈性軟管連接在小曰徑中，加裝管道支撐物是種有效的減震方法; -加強(qiáng)信號濾波，降低放大器靈敏度，提高觸發(fā)電平的方法。    條件允許的話還是將表計改裝，遠(yuǎn)離振動源。
(4) 故障現(xiàn)象用戶用汽較小時，表計顯示流量為零。
 故障原因：這是所有流量計都存在的小流量切換問題，當(dāng)用戶流量小到一定值時，表計己不能檢測到微小的信號而當(dāng)作無信號計量為零流量，造成計量誤差。
相比較于孔板式流量計，渦街流量計的小流量測量能力還是相當(dāng)不錯的，目前可解決的辦法是：首先在給熱用戶進(jìn)行表計選型時要盡量選擇合適的口徑，尤其不能過大，口徑越大所可能出現(xiàn)小流量切換值也越大；其次一些熱用戶和供熱單位協(xié)議，參考用戶端的蒸汽溫度來判斷用戶是否用汽，如果在一定溫度值以上按用戶表計小汽量統(tǒng)計，低于該溫度值視為用戶停用，計量為零。     ⑤故障現(xiàn)象用戶用汽量突然變小，同時壓力也同比例下降
故障原因：用戶端壓力變送器信號管堵塞或被閥門被人為關(guān)閉。此時可以通過分析流量信號脈沖值大概了解實際流量，和故障1道理相似，同樣的脈沖信號下，壓力變小給了計量系統(tǒng)一個介質(zhì)比容變小的假信息，通過系統(tǒng)的補(bǔ)償計算后，總計量結(jié)果也失真了。所以除了供汽方作好日常計量檢查，及時發(fā)現(xiàn)異常，通常還要求用戶方的表計盡量上鎖防止人為破壞。壓力導(dǎo)管與變送器之間不裝閥門直通也是一個辦法。
(6) 故障現(xiàn)象對于無線電遠(yuǎn)程管理的用戶，用戶端電源消失，遠(yuǎn)程系統(tǒng)招測不到，直至電源恢復(fù)。系統(tǒng)招測不到期間表計計量為零，給供汽單位帶來損失。 由于熱用戶終端箱電源的重要性，安裝時就要求接入熱用戶端的電源，但如果用戶方用電不穩(wěn)尤其是停電后仍要進(jìn)行生產(chǎn)的，可增設(shè)一臺大容量蓄電池，長用電時間可達(dá)一周。

DN50蒸汽流量計壓電晶體裝在阻流體結(jié)構(gòu)上，壓電晶體的一端接外殼，故信號前置放大器必然接地。渦街流量計的輸出信號送到二次儀表，而信號放大所需的直流電源又由二次儀表提供。壓電晶體的地線與二次儀表的地線之間極可能存在跨步電壓形成電流。這個電流在信號放大器的地線中流過就會有壓降，這個壓降與有效信號迭加在一起，無法分離，就是地線電流干擾。
地線電流干擾的解決措施是減小或消除了地線電流，是把二次儀表來的直流電源隔離。即將直流電源經(jīng)變壓器隔離后再整流成直流供給渦街流量計，使二次儀表的地線與壓電晶體的地線之間無任何電氣連接。
同時有效測量信號經(jīng)前置放大后變成脈沖信號，經(jīng)脈沖變壓器輸出至二次儀表，根本上消除地線電流的影響，是一種極其有效的抗干擾措施。然而變壓器隔離的辦法成本相對較高，體積又大，制造工藝上不容易實現(xiàn)，大大降低了渦街流量計實用性。光隔離限流抗干擾措施，能有效減少地線電流的干擾。
1、信號線用屏蔽線，屏蔽線接地。這個是安裝時候必須使用的
2、加一個屏蔽箱把流量計裝起來。

1、采用屏蔽線輸出信號;
2、盡量避免與交流電源( 220V, 50Hz) 一起敷設(shè);
3、現(xiàn)場安裝條件不好, 確實分不開, 信號線的屏蔽層務(wù)必可靠地接地;
4、信號線用金屬管保護(hù)起來固定住, 減小振動和沖擊, 避免引起靜電干擾;
5、 渦街流量計的變送器的輸入、輸出端保持干燥清潔;
6、信號線及渦街流量計的變送器盡量遠(yuǎn)離大功率的電機(jī)、變壓器以及其它動力設(shè)備。
還有一種情況：就是如果你配套了二次儀表并帶報警的，這個時候這個干擾也會嚴(yán)重影響報警功能，如果是這樣，就要在二次表電源部分加一個濾波電路, 使其消除電磁干擾。

介質(zhì)以一定流速流過三角柱體時，在三角柱體兩端后產(chǎn)生一個交替的旋渦帶，稱之為“卡門渦街”（圖2），于是在發(fā)生體兩端產(chǎn)生壓力脈動，從而使檢測體產(chǎn)生交變應(yīng)力，封裝在檢測探頭體內(nèi)的壓電元件在交變應(yīng)力的作用下，產(chǎn)生與旋渦同頻率的交變電荷信號，放大器將這種電荷信號進(jìn)行放大、濾波、整形成方波送至積算儀進(jìn)行處理和顯示。在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)（2X104~7x106）旋渦的釋放頻率f與流速V及旋渦發(fā)生體的迎流面寬度d之間的關(guān)系可用下式表示: f=Sr.v/d， 式中: Sr為斯特勞哈爾數(shù)，在曲線的Sr=0.16的平直部分只要測出旋渦頻率f就可測出流體流速。從而達(dá)到測量流體流量的目的。（圖3）

技術(shù)參數(shù)

★測量介質(zhì)：液體、氣體、過熱/飽和蒸汽

★測量范圍：正常工作范圍，雷諾數(shù)為20,000~ 7, 000, 000；測量可能范圍雷諾數(shù)為8, 000 ~ 7, 000，

★準(zhǔn)確度：a.液體，指示值的+1.0%；

b.氣體，指示值的+1.5%；

c.蒸汽，指示值的土1.5%；

★重復(fù)性：準(zhǔn)確性的1/3；

★輸出信號：a. 三線制電壓脈動 低電平； 高電平：大于4V：占空比50%

b.二線制電流4mA ~ 20mA

c.三線制電流4mA ~ 20mA

d.RS-485通訊接口

★工作電源：外電源； +24VDC；內(nèi)電源3.6V鋰電池

★介質(zhì)溫度：普通型： -40℃~ +130℃；

高溫型： -40℃~ +250℃；

            特高溫型：-10℃~ +350℃可選；

防爆型： -40℃~ +80℃；

★工作壓力：2.5MPa（注: 應(yīng)用戶要求，可提供其它壓力等級的流量計，需定做）

★大力壓力： 86KPa ~ 106KPa；

★殼體材質(zhì)：a.碳鋼；b.不銹鋼（1Cr18Ni9Ti）

★規(guī)格（管道內(nèi)徑）：20、25、32、40、50、65、80、100、125、150、200、250、300

★環(huán)境溫度： -30℃~ +60℃

★相對溫度： 5% ~ 95%

★保護(hù)等級： IP65

★防爆類型：隔爆型；防爆標(biāo)志：Exd I BT4

★工作狀況下流量范圍（單位: m3/h）

見表1（注:如果用戶要求下限低，請來電告之，可定做）

安裝

  1、對直管段的要求：流量計必須水平裝置在管道上（管道傾斜在5以內(nèi)），裝置時流量計軸線應(yīng)與管道軸線同心，流向要共同。流量計上游管道長 度應(yīng)有不小于2D的等徑直管段，假如裝置場所充許建議上游直管段為20D、下游為5D。

    2、對配管的要求：流量計裝置點的上下游配管的內(nèi)徑與流量計內(nèi)徑相同。對旁通管的要求：為了保證流量計檢修時不影響介質(zhì)的正常使用，在流量計的前后管道上應(yīng)裝置堵截閥門（截止閥），同時應(yīng)設(shè)置旁通管道。

    3、對外部環(huán)境的要求：流量計*好裝置在室內(nèi)，要裝置在室外時，一定要采用防曬、防雨.防雷措施，避免影響使用壽命。對介質(zhì)中含有雜質(zhì)的要求：為了保證流量計的使用壽命，應(yīng)在流量計的直管段前裝置過濾器。