恩斯豪斯(E+H)涡街流量计测量原理 涡街流量计测量原理 涡街流量计基于卡门涡街原理(Karman vortex street) 进行测量。流体通过挡体时,两侧会交替出现漩 涡,且两侧漩涡的旋转方向相反。每个漩涡将产生一个低压区,传感器检测压力变化,并转换成 脉冲信号。在流量计的允许量程范围内,漩涡规则生成。因此,漩涡频率与体积流量成比例关系。 在流量计的允许量程范围内, K 系数仅仅取决于流量计的几何结构,与流体流速和物理特性( 例 如:粘度和密度) 无关。因此, K 系数与被测介质类型( 蒸汽、气体或液体) 无关。 1.初始测量信号( 频率信号) 已进行数字化处理,与流量成线性比例关系。 出厂前,流量计通过标定确定K 系数,确保长期稳定性,无零点漂移。 2.流量计无任何可移动部件,无需维护。 Endress+Hauser电容式传感器 E+H涡街流量计中的传感器对整个测量系统的测量性能、结构坚固性和和测量可靠性有着重要的影响。结构坚固的DSC ( 差动开关电容) 传感器(Prowirl 73 内置Pt 1000 温度测量热电阻) 通过水锤测试、抗振测试和抗温度冲击测试( 温度冲击:150 K/s)。Endress+Hauser 的Prowirl 流量计采用优良可靠的电容测量技术,在范围内拥有超过 200,000 例的成功应用实例。DSC ( 差动开关电容) 传感器是Endress+Hauser 的产品,采用全机械式平衡结构,仅仅对测量变量( 涡街) 作出响应,即使在振动管路中,传感器的灵敏度也不受影响,可以对低密度的微小流量进行稳定测量。因此,在苛刻的操作条件下也可以保证大量程比。振动加速度高达1 g,且三个轴向(X、Y、Z) 上的振动频率高达500 Hz,不会影响流量测量。基于此原理设计的电容式传感器具有良好的抗蒸汽管路温度突变和抗水锤冲击的能力。 E+H涡街流量计“ 生命周期” 标定 事实证明, Prowirl 的重新标定数据与原始标定数据高度吻合,重新标定数据全部在测量精度范围内。 大量实际测量和仿真试验表明:即使涡街的挡体边缘处有粘附,对测量精度也无负面影响。粘附使得涡街挡体边缘变得平滑,平滑部分的圆度可以高达1 mm (0.04")。 通常,需要注意以下几点: • 实践经验表明:测量非磨损性或非腐蚀性流体时( 例如:大多数水和蒸汽测量),流量计边缘的圆度不会超过1 mm (0.04")。 • 流量计边缘的圆度始终小于1 mm (0.04") 时,绝不会超出原始标定数据。 • 通常,流量计挡体边缘的圆度不会大于1 mm (0.04"),在此情况下进行流量计标定。因此,挡体边缘的附加粘附或磨损不超过1 mm (0.04") 时,流量计可保证的测量精度。 Prowirl 涡街流量计用于非磨损性和非腐蚀性流体测量时,在整个生命周期内保证标定的测量精度。 内置缩径管的传感器 在许多应用场合中,用户管道的标称口径与涡街流量计的*安装口径不一致,导致流速过低, 不能在挡体后端形成漩涡。表现为在小流量范围中测量时,信号丢失。通过一级或二级缩径增大 流速,可以解决上述问题。通常使用下列连接管: • 缩径管(a) • 前直管段(b) ( zui小长度为15 × DN) • 后直管段(c) ( zui小长度为5 × DN) • 扩径管(d) Endress+Hauser 为用户提供带内置缩径管的Prowirl 72/73 涡街流量计。 左图:常规缩径方法 右图:内置缩径管的Prowirl 流量计 内置缩径管的Prowirl 涡街流量计( 法兰型仪表): • Prowirl 72F/73F “R 型”:一级缩径,口径从DN 80 (3") 缩小至DN 50 (2") • Prowirl 72F/73F “S 型”: 二级缩径,口径从DN 80 (3") 缩小至DN 40 (1½")(S = “ 超级” 缩径) 具有下列优点: • 通过前后直管段实现缩径的系统结构被带内置缩径管的流量计替代,节约时间和使用成本( 流量计安装的前后直管段长度要求 ä 25) • 低流量时可以扩展量程范围 • R 型和S 型涡街流量计与标准法兰型仪表的安装长度相同,降低了管路布局风险。各种型号的流量计可以相互替换,无需重新进行管路系统设计和布局 • 测量精度参数与标准型流量计一致温度测量(Prowirl 73) Prowirl 73 用于体积流量测量,此外,还能测量流体温度。通过DSC 传感器的内置Pt 1000 温度传感器( ä 4) 进行流体温度测量。 流量计算机(Prowirl 73) Prowirl 73 涡街流量计内置流量计算机。基于主要测量变量( 体积流量和温度),流量计算机可以计算其他过程变量,例如: • 饱和蒸汽和水的质量流量和热流量,符合IAPWS-IF97/ASME 标准 • 过热蒸汽(恒定压力值或通过HART/PROFIBUS PA/基金会现场总线(FF)读取压力值)的质量流量和热流量,符合IAPWS-IF97/ASME 标准 • 气体(恒定压力值或通过HART/PROFIBUS PA/基金会现场总线(FF)读取压力值)的质量流量和校正体积流量,例如:压缩空气和天然气AGA NX-19、AGA8-DC92、ISO12213-2、AGA8 GrossMethod 1 和SGERG-88 ( 参考以下说明)。其他类型的气体可以根据实际气体方程编程设置。 |