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渦街流量計

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渦街流量計檢測空壓機出口流量的應用

來源:作者:發表時間:2016-07-26 07:59:50

摘 要:本文對中石化洛陽分公司空壓車間空分站新增阿特拉斯生產的ZH-15000型空壓機出口渦街流量計的應用進行簡要描述,通過渦街流量計測量原理分析,闡述在空壓機出口使用渦街流量計的合理性和必要性。

        阿特拉斯 ZH-15000 型空壓機於 2014 年開始建設並投入使用,由於其出口管道尺寸 DN250,一般的差壓式流量計無法提供精確測量。渦街流量計(壓縮空氣流量計)在這方麵非常好滿足上述要求,並通過溫壓補償的方式,做到精確測量。我廠采用 渦街流量計(壓縮空氣流量計),不但能滿足大口徑管道的流量測量,同時通過溫壓補償的方式,達到對壓縮空氣流量的準確測量。
1、渦街流量計(壓縮空氣流量計)測量原理
        渦街流量計(壓縮空氣流量計)是根據“卡門漩渦”原理製成的新型流量測量儀表。當一穩定的流體流經有一定長度的直管道時,撞擊沉浸在流體中的非線性柱體,在流體的下遊會產生漩渦(即卡門漩渦) 。當流體的雷諾數(Re)在一定的範圍內,漩渦的發生規律是穩定可靠的,漩渦發生的頻率 F 由公式:F=(St*V) /d 確定。 其中, V 為流速; d 為柱體迎流麵的寬度;St 為斯特羅哈數。
斯特羅哈數是一個無因次參數,在一定的雷諾數範圍內,斯特羅哈數基本上保持不變,這樣就可以認為雷諾數在這個範圍內卡門漩渦的釋放頻率與流體的速度成正比。所以由檢測出來的頻率 F 就可求得流速 V,並由 V 求得體積流量。
2、硬件組成部分
2.1 接線端子板說明
        端子板用於接外部電源和輸出脈衝,以及外部連接壓力傳感器和溫度傳感器。本板卡供電電壓範圍為 DC12V~32V。
2.2 傳感器接口
2.2.1 渦街傳感器
        接入智能溫壓補償渦街流量計(壓縮空氣流量計)板卡的插座XT[2P的綠色端子]。
2.2.2 壓力傳感器
        壓力傳感器連接到主板插座 XF3 的 I+、I-,A+、A-,其中 I+、I-用於連接傳感器的供電輸入端,A+、A-是傳感器信號輸出端。要求壓力傳感器的橋路阻抗好好在 3~6K 歐姆之間。本電路給擴散矽傳感器的供電電流約在 0.3mA,隻要傳感器輸出不超過 50mV @ 0.3mA 就可以使用。
2.2.3 溫度傳感器
        溫度傳感器使用 PT1000,支持兩線製接法。接入 XF5 的T+和 T-。
3、顯示
        本儀表為全 LED 顯示麵板,正常顯示時,上行顯示瞬時流量,下行顯示累積流量。在正常顯示狀態,可通過短按 M鍵,選擇在下行顯示頻率、壓力、溫度、密度、電流、百分比,顯示 8S 後返回累積流量。
4、現場儀表組態
        本產品支持 “三按鍵”操作模式,其中“Z”鍵用於進入按鍵設置或退出組態; “S”鍵用於下翻和數字移動; “M”鍵短按用於上翻和數字加一,長按(三秒)用於進入設置和確定。
4.1 組態進入與推出
        在“正常顯示”狀態,按“Z”鍵,進入“現場組態” 。
        “現場組態”參數可用“直接數字輸入”和“菜單選擇”方法設置。在“現場組態”狀態,按“Z”鍵,退出“現場組態” ,進入“顯示”狀態。
4.2 數據設置
4.2.1 “直接數字輸入”設置方法
(1)長按 M 鍵至符號閃爍,表示可更改設置。
(2)短按 M 鍵,切換符號。
(3)按 S 鍵,移位,地衣位數字位開始閃爍,表示可修改,短按 M 鍵,數字加一。
(4) 再次按下 S 鍵, 可依次設置第二位到第六位數字,設置方法與地衣位完全相同。
(5)設置完第六位數字後,按下 S 鍵,開始設置小數點。五個小數點同時開始閃爍,表示可以設置小數點,此時短按 M 鍵,小數點位置循環切換。
(6)在數據設置過程中,任何時刻都可以長按 M 鍵,以保存設置;或按 Z 鍵退出設置。
4.2.2 “菜單選擇”設置方法
(1)長按 M 鍵至設置內容閃爍,表示可更改設置。
(2)短按 M 鍵,上翻選項,或按 S 鍵,下翻選項。
(3) 在數據設置過程中, 長按 M 鍵至設置內容不閃爍,以保存設置。
5、儀表係數 K K 值
        儀表係數 K 值對於渦街流量計(壓縮空氣流量計)來說,是指多少個脈衝對應於 1m3 的流量。目前組態軟件中默認的 K 因子,是根據某廠家的發生體確定的。對於不同的發生體,此 K 因子(單位1/m3 )差別是相當大的,需要根據實際情況輸入。一般,可以根據在一定時間內,標準表輸出的脈衝數和被檢表輸出的脈衝數之間的關係,來確定該被檢表時間的 K 因子。對於渦街流量計(壓縮空氣流量計)來說, 在不同的流量段, 實際 K 因子是有所變化的。
也就是說,流量不同時,相同數目的脈衝實際對應的累積流量是有區別的。為了進一步提高渦街流量計(壓縮空氣流量計)的準確性,本電路板提供 2~5 點的 K 值修正。
6、溫壓補償
        壓力傳感器使用擴散矽傳感器, 溫度傳感器使用 PT1000。在壓力傳感器校準,或者手動設置“默認工作壓力”時,均需要輸入“表壓” ,並且單位固定為 kPa。絕壓和表壓的關係為:絕壓=表壓+101.325kPa。在溫度傳感器校準,或者手動設置“默認工作溫度”時,輸入單位固定為℃。在進行壓力傳感器和溫度傳感器校準時,必須保證 正確的“壓力采集方式”和“流量模式” 。可以通過HART 組態軟件的“高級功能”下的“溫壓傳感器”頁麵完成校準。
渦街流量計(壓縮空氣流量計)在應用中滿足了大尺寸管道測量氣體流量的要求,同時提供準確的瞬時流量和累積流量,該儀表目前運行平穩,維護率低,為生產裝置和空壓機的平穩運行提供有力保障。

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