智能液体涡轮流量计是采用先进的超低功耗单片微机技术研制的涡轮流量传感器与显示积算一体化的新型智能仪表,具有机构紧凑、读数直观清晰、可靠性高、不受外界电源干扰、抗雷击、成本低等明显优点。
采用涡轮进行测量的流量计。它先将流速转换为涡轮的转速,再将转速转换成与流量成正比的电信号。这种流量计用于检测瞬时流量和总的积算流量,其输出信号为频率,易于数字化。图中感应线圈和永久磁铁一起固定在壳体上。当铁磁性涡轮叶片经过磁铁时,磁路的磁阻发生变化,从而产生感应信号。信号经放大器放大和整形,送到计数器或频率计,显示总的积算流量。同时将脉冲频率经过频率-电压转换以指示瞬时流量。叶轮的转速正比于流量,叶轮的转数正比于流过的总量。涡轮流量计的输出是频率调制式信号,不仅提高了检测电路的抗干扰性,而且简化了流量检测系统。它的量程比可达10:1,精度在±0.2%以内。惯性小而且尺寸小的涡轮流量计的时间常数可达0.01秒。
涡轮流量计是速度式流量计中的主要种类,当被测流体流过涡轮流量计传感器时,在流体的作用下,叶轮受力旋转,其转速与管道平均流速成正比,同时,叶片周期性地切割电磁铁产生的磁力线,改变线圈的磁通量,根据电磁感应原理,在线圈内将感应出脉动的电势信号,即电脉冲信号,此电脉动信号的频率与被测流体的流量成正比。
各种流量计中涡轮流量计、容积式流量计和科氏质量流量计是三类重复性、精确度最佳的产品,而涡轮流量计又具有自己的特点,如结构简单、加工零部件少、重量轻、维修方便、流通能力大(同样口径可通过的流量大)和可适应高参数(高温、高压和低温)等。至今,这类流量计产品可达技术参数:口径4-750mm,压力达250MPa,温度为-240-700℃,像这样的技术参数其他两类流量计则是难以达到的。
涡轮流量计广泛应用于以下一些测量对象:石油、有机液体、无机液、液化气、天然气、煤气和低温流体等。在国外液化石油气、成品油和轻质原油等的转运及集输站,大型原油输送管线的首末站都大量采用它进行贸易结算。在欧洲和美国涡轮流量计是仅次于孔板流量计的天然气计量仪表,仅荷兰在天然气管线上就采用了2600多台各种尺寸,压力从0.8MPa到6.5MPa的气体涡轮流量计,他们已成为优良的天然气流量计。 尽管涡轮流量计的优良计量特性受到人们的青睐,可是给人的印象是由活动部件,使用期短,在选用时不免踌躇,经过人们的不懈努力,应该说情况大有改观。 涡轮流量计作为最通用的流量计,其产品已发展为多品种、全系列、多规格批量生产的规模。
一、概述
LWGY系列涡轮流量传感器(以下简称传感器)基于力矩平衡原理,属于速度式流量仪表。传感器具有结构简单、轻巧、精度高、复现性好、反应灵敏,安装维护使用方便等特点,广泛用于石油、化工、冶金、供水、造纸等行业,是流量计量和节能的理想仪表。
传感器与显示仪表配套使用,适用于测量封闭管道中与不锈钢1Cr18Ni9Ti、2Cr13及刚玉Al2O3、硬质合金不起腐蚀作用,且无纤维、颗粒等杂质的液体。若与具有特殊功能的显示仪表配套,还可以进行定量控制、超量报警等。选用本产品的防爆型式(ExmIIT6),可在有爆炸危险的环境中使用。
传感器适用于在工作温度下粘度小于5×10-6m2/s的介质,对于粘度大于5×10-6m2/s的液体,要对传感器进行实液标定后使用。
如用户需用特殊形式的传感器,可协商订货,需防爆型传感器时,在订货中加以说明。
二、LWGY基本型涡轮流量传感器
1. 结构特征与工作原理
(1) 结构特征
传感器为硬质合金轴承止推式,不仅保证精度,耐磨性能提高,而且具有结构简单、牢固以及拆装方便等特点。
(2)工作原理
流体流经传感器壳体,由于叶轮的叶片与流向有一定的角度,流体的冲力使叶片具有转动力矩,克服摩擦力矩和流体阻力之后叶片旋转,在力矩平衡后转速稳定,在一定的条件下,转速与流速成正比,由于叶片有导磁性,它处于信号检测器(由永久磁钢和线圈组成)的磁场中,旋转的叶片切割磁力线,周期性的改变着线圈的磁通量,从而使线圈两端感应出电脉冲信号,此信号经过放大器的放大整形,形成有一定幅度的连续的矩形脉冲波,可远传至显示仪表,显示出流体的瞬时流量或总量。在一定的流量范围内,脉冲频率f与流经传感器的流体的瞬时流量Q成正比,流量方程为:
式中:
f——脉冲频率[Hz]
k——传感器的仪表系数[1/m3],由校验单给出。若以[1/L]为单位
Q——流体的瞬时流量(工作状态下)[m3/h]
3600——换算系数
每台传感器的仪表系数由制造厂填写在检定证书中,k值设入配套的显示仪表中,便可显示出瞬时流量和累积总量。
2.基本参数与技术性能
(1) 基本参数:见表一
表一
LWGY□ |
□□□ |
□ |
□ |
□ |
说 明 |
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类 型 |
LWGY |
基本型, 5-24DCV供电, |
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LWGB |
4~20mA两线制电流输出,远传変送型 |
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LWY |
电池供电现场显示型 |
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LWYa |
现场显示/4~20mA 两线制电流输出 |
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公 称 通 径 |
4 |
4mm,普通涡轮流量范围0.04~0.25m3/h 宽量程涡轮为0.04~0.4m3/h |
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6 |
6mm,普通涡轮流量范围0.1~0.6m3/h 宽量程涡轮为0.06~0.6m3/h |
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10 |
10mm,普通涡轮流量范围0.2~1.2m3/h 宽量程涡轮为0.15~1.5m3/h |
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15 |
15mm,普通涡轮流量范围0.6~6m3/h 宽量程涡轮为0.4~8m3/h |
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25 |
25mm,普通涡轮流量范围1~10m3/h 宽量程涡轮为0.5~10m3/h |
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40 |
40mm,普通涡轮流量范围2~20m3/h 宽量程涡轮为1~20m3/h |
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50 |
50mm,普通涡轮流量范围4~40m3/h |
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80 |
80mm,普通涡轮流量范围10~100m3/h 宽量程涡轮为5~100m3/h |
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100 |
100mm,普通涡轮流量范围20~200m3/h 宽量程涡轮为10~200m3/h |
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150 |
150mm,普通涡轮流量范围30~300m3/h 宽量程涡轮为15~300m3/h |
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200 |
200mm,普通涡轮流量范围80~800m3/h 宽量程涡轮为40~800m3/h |
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防 爆 |
无标记,为非防爆型 |
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B |
防爆型 |
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精度 等级 |
A |
精度0.5级 |
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B |
精度1级 |
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涡轮 类型 |
A |
宽量程涡轮 |
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B |
普通涡轮 |
DN4—DN40口径的传感器为螺纹连接,最大工作压力为6.3Mpa;
DN50—DN200口径的传感器为法兰连接, 最大工作压力为2.5Mpa;
DN4—DN10口径的传感器带有前后直管段、过滤器。
DN15以上口径的传感器我公司可配套前后直管段。
(2) 介质温度:-20~+120℃.
(3) 环境温度:-20~+55℃.
(4) 供电电源:电压: 5-24VDC, 电流:≤10mA.
(5) 传输距离:传感器至显示仪表的距离可达1000m.
三、LWGB型涡轮流量变送器
LWGB型涡轮流量传感器是在LWGY基本型涡轮流量传感器的基础上增加了24VDC供电,4-20mA两线制电流变送功能,特别适合于与显示仪、工控机、DCS等计算机控制系统配合使用。
本变送器各口径的流量测量范围,传感器结构尺寸,安装方法,维护等内容请阅读本说明书第二部分“LWGY基本型涡轮流量传感器”。
流量计算公式: Q=QF
式中:Q ——实际流量,m3/h
QF——流量测量上限值,m3/h,见表1
I ——电流输出,mA
变送器供电电压:24V,(12V—30V)
供电电压与负载电阻关系:RLMAX=-50
式中: RLMAX——最大载电阻,Ω
U ——供电电压,V
变送器接线: A( )———24V B(-)———0V