氩气流量计

一、用途、特点与型谱
M9W-SE-LUW-40氩气流量计是一种采用压电晶体作为检测元件的现场显示型流量计，本流量计不需要配套二次仪表，可分别显示瞬时流量和累计流量，并可由仪表内部电池供电，不需外接电源，特别适用于油田或共电不便的场所。本流量计测量DN25～DN300mm管道的液体、气体或蒸汽的流量，本流量计亦可由外部电源（24V，DC）供电组成电流远传型一体式涡街流量计。电流远传输出与流量成正比的标准模拟信号（4~20ｍA，DC）（二线制）在危险场所使用时，应选择本安防爆结构的产品（在型号后面加B表示）。
二、工作原理
氩气流量计的基本原理是卡门涡街原理,即“涡街旋涡分离频率与流速成比”。变送器流通本体直径与仪表的公称口径基本相同。流通本体内插入有一个近似为等腰三角形的柱体,柱体的轴线与被测介质流动方向垂直,底面迎向流体。当被测介质流过柱体时,在柱体两侧交替产生旋涡,旋涡不断产生和分离,在柱体下游便形成了交错排列的两列旋涡即“涡街”。理论分析和实验已证明,旋涡分离的频率与柱侧
介质流速成正比。

式中:
ｆ── 柱体侧旋涡分离的频率(Ｈｚ);
Ｖ── 柱侧流速(ｍ/ｓ);
ｄ── 柱体迎流面宽度(ｍ);
Ｓr── 斯特劳哈尔数。是一个取决于柱体断面形状而与流体性质和流速大小基本无
关的常数, Ｓr:0.17～0.18.
氩气流量计的设计柱宽ｄ与流通管直径Ｄ具有固定的比值,因此,流经
管内的平均流速Ｖ与柱侧流速Ｖ有固定的比值:
　 Ｖ/Ｖ=1-1.25ｄ/Ｄ
旋涡交错分离,在柱体两侧及柱体后面的尾流中产生脉动的压力,设在柱体内部(或后面)的
检测探头受到这种微小的脉动压力的作用,使埋设在探头内的压电晶体元件受到交变应力
而产生交变电荷信号。该信号经放大器上的电荷变换、放大，滤波限幅和触发整形处理后，输出频率与旋涡分离频率相同的方波电压脉冲信号。该信号再送到就地显示仪，传感器输
出的每一个脉冲将代表一定体积的被测流体。一段时间内的输出总脉冲数,将代表这段时间内流过传感器的流体总体积。传感器输出的电压脉冲信号送到连于一体的就地显示仪。就地显示仪采用最新微功耗CPU，测量涡街传感器输出的频率信号，根据设定的密度，涡街流量系数进行流量运算，现场液
晶显示瞬时流量和累计流量。

三、主要参数及技术指标
1、使用条件及参数
环境温度：-40～55℃;
相对湿度:5％～90％;
大气压力:86～106ｋＰａ;
被测流体是单相流体或可以认为是单相的流体;
流量计上下游有符合表１规定的直管段:
管 道 情 况 上游 下游
同心收缩管，全开闸阀 15D 5D
90°直角弯头 20D 5D
同平面二个90°弯头 25D 5D
半开闸阀 50D 5D
不同平面二个90°弯头 40D 5D
带整流管束 12D 3D

2、技术参数
公称通径:25～300ｍｍ：（大于300mm为插入式结构）;
公称压力:2.5ＭＰａ、4.0ＭＰａ;
测量介质:液体、气体、蒸汽;
精度等级:1.0级：（插入式结构为2.5级）；
介质温度:-40～+300℃;
本体材质:1Ｃr18Ｎi9Ｔi;
重复性:≤0.2％; 　　　
供电电源: 3.6V或24ＶDC，远传为24Ｖ,ＤＣ;
连接方式:法兰卡装式(大于300mm为插入式结构)
传感器型号 M9W-SE-LUW-2□04
公称通径ＤN(ｍｍ) 40
流量范围（ｍ３／ｈ） 24～236

上述所列流量范围是在下述状态下标定的:
对于气体是在温度为0℃,1个标准大气压下的空气(ρ0=1.293ｋｇ／ｍ3);
对于液体是为4℃的水(ρ0=1000ｋｇ／ｍ3)。
对于蒸汽是绝对压力为0.4ＭＰａ的干饱和蒸汽(ρ0=2.1628ｋｇ／ｍ3)。
当介质条件不是上述条件或用于其它介质时,传感器的流量范围受介质密度和粘度影响。

显示仪部分 主要由微功耗放大板（适合任何口径涡街）和CPU板两块组成。放大板主要是完成电荷变换，电压放大、触发整形及电压脉冲变换功能。CPU板主要完成设定、运算
和显示功能。在显示腔体的另端配有电池盒，安装一节3.6V电池，为整个系统供电。电流远传采用24V，DC供电。
五、安装及接线
1. 安装地点的选择
a. 环境温度:传感器的工作环境温度不低于-40℃,不高于+55℃,如受到生产设备的热幅射时,应采取隔热和通风措施。
b. 环境空气:避免将流量计安装在含腐蚀性气体的环境中,如只能安装在含腐蚀性气体的环境中,则需提供充分的排风措施。
c. 机械振动和冲击:流量计的结构是坚固的,不会因振动而损伤,但振动会产生干扰信号,若管道上的振动和冲击强烈,而介质流速又低,则可能导致干扰信号大于流量信号,造成示值误差。因此,流量计应当尽可能安装在振动和冲击小的场所,安装位置在5～20Ｈｚ的振动频率下,要求振动加速度不大于1ｇ,否则应采取减振措施。例如在流量计安装处振源来向的管道上加装固定支撑。
d. 其它:流量计安装地点周围应有充裕的空间,安装在高处的流量计应尽量有工作平台,以便于安装和维修。此外,为了维修检查方便,附近应有可供测量仪器用的交流220Ｖ电源插座。
2. 管道安装与要求
a. 传感器上游侧和下游侧应有足够长的直管段。直管段长度应符合表1的要求。
b. 在规定的直管段长度内,管道入流段与出流段目测应是平直的。为保证被测介质满管,传感器应尽量避免安装在调节阀、半开闸阀的下游。一般情况下不在扩大管后安装流量传感器。
c. 本传感器可垂直、水平或其它任何角度安装,将传感器安装在垂直或倾斜管道上时,流体流向应是自下而上的。
d. 需要在传感器附近装设取压或测温点时,取压点应在传感器前1Ｄ以外,测温点应在传感器5Ｄ以外。
e.安装卡装法兰时，注意密封垫，不要深入管内。
f.被测介质流向必须与传感器流通本体上的流向箭头标志一致。
3、插入式涡街流量变送器的安装
a.在管道上准备安装变送处开一个φ70圆孔。
b.在圆孔处焊上随流量变送器提供的开口法兰，要求开口法兰短管必须垂直管道并且短管的轴线与管道中心线重合。c.根据需要确定是否安装球阀。在维修时装拆流量变送器时允许中断流量，则不需要装球阀；如果不允许中断流量，则需要装球阀。球阀由我公司配套供应，型号为：Q41F16（DN65），若需要安装球阀，订货时必须注明。
d.如果需要安装球阀，先将球阀装在开口法兰上，然后打开球阀，再将插入式涡街流量变送器装在球阀上，见图三。如果不需要安装球阀，则直接将插入式涡街流量变送器装在开口法兰上，安装时请注意测速本体1应在管道中心处，如果偏离，请调整一下螺栓8上的螺母位置。
六、使用说明
1． 键盘和显示
显示仪按如下格式显示各项参数
提示符 内容 说明
F------ 五位瞬时流量
Fr----- 五位频率测量值
PE----- 五位电流输出值
U------ 五位流量系数
dEn---- 五位介质密度
FH----- 五位流量范围
FL----- 小信号切除值
九位累积量

2． 计算公式
（1）瞬时流量 F=3.6×dEn×Fr(频率)/U（仪表常数）
Fr:涡街频率（Hz）
U：涡街流量计仪表常数、即合格证中的K值（L-1）
流量传感器在出厂前已经调试和标定，每台传感器的流量系数U均已在出厂合格证
注明（合格证标注为K值），它的物理意义是在标定状态下（P=101.3Kpa,t=20℃）每流过传感器1升体积流量，传感器输出的脉冲个数。
a. 瞬时流量为工作状态下体积流量（m3/h）
dEn=1
F=3.6×Fr/U (m3/h)
b、 瞬时流量为质量流量（Kg/h）时
dEn=ρ (ρ,ｋｇ／ｍ３)
F=3.6×ρ×Fr/U (Kg/h)
c、 瞬时流量为质量流量（t/h）时
dEn=ρ×１０-3
F=3.6×ρ×１０-3 ×Fr/U (t/h)
d、瞬时流量为标准状态下的体积流量（Nm3/h）时
(2)累计流量=瞬时流量对时间的积分
3. 键盘的操作
在显示仪表面板上有如下三只按键,瞬时键和内容键
K1 K2 K3
累积 瞬时 设置
移位 翻字 确定
(1) 运行状态下, K1, K2 ,K3分别为累积键,瞬时键和设定键.
(2) 设定状态下, K1, K2 ,K3分别为移位键, 翻字键和确定键
(3) 运行状态下,按一下累积键则显示10位累计量.
按一下瞬时键则显示瞬时量
按一下设定键则依此显示瞬时,频率,输出电流,流量系数, dEn值,流量范围,小流量去除上限等.
(4）当先按下K3,接着同时按下K2则进入设定状态,这时可对流量系数, dEn值,流量范围,小流量切除等进行设定.按K3键则依次显示U, dEn, FH, FL,等,并可对当前显示项进行数据修改.例如设定密度为123.45,首先进入设定状态,按K3键使显示dEn-╳╳╳╳╳╳,且最后一位在闪动,接着按K1(移至第一位,此时第一位闪动),按动K2键使第一位显示1, 接着按K1(移至第二位,此时第二位闪动), 按动K2键使第一位显示2,依次类推,直至最后一位设定完成(小数点占一位),确认设定数字无误后,按下K3键进行确认,同时显示进入下一参数设定,当所有参数设定完成后,按下K3键,接着按下K2键就克退出设定状态,进入显示状态.
4、 累积清零: 在运行状态下, 按五次K1键,即可清零累计流量.
6．注意：
(1)就地显示:主板上B+、B-分别接电池正负端(或不用电池共电, V+、LO接24V电源的正负)
放 大 板:涡街引出端分别接放大板两芯接线柱上.
(2)电流远传: 主板上所标24V+、24V-,接24V直流正端及地线.
放大板接法同就地显示.
七、检查及调整
1． 传感器放大器静态工作点如表5
表5 放大器静态工作点（Ｖ，ＤＣ）
电 源 ＴＰ1 ＴＰ2 ＴＰ3 TP4
3V 1.65 1.65 1.65 2.63



2．灵敏度的调整
灵敏度的调整起抑制振动及其它干扰作用,防止在振动强烈的场合,引起信号的误触发,造成计量不准确。灵敏度调整电位器Ｗ2在出厂时已调于适当位置。现场调整的目的是为了使仪表适应工作状况,使其工作在最佳状态,现场调整的主要目标是:
(1). 使传感器在使用条件下获得有规则的、电气和机械干扰噪声较小的涡街信号。
(2). 涡街信号的强度(信号幅度)适当,电路的脉冲信号连续而均匀,无漏信号和多触发信号现象

八．维护及故障排除
1. 流量传感器的正常使用,要求被测介质为单相流体。液体中允许有少量的气泡或固体颗粒,气体中允许有少量的液雾或粉尘。饱和蒸汽的干度不低于85％。当被测介质含杂质较多时,如欲获得较好的测量精度,应考虑定期清洗传感器的流通部份。


2. 流量显示不正常的原因可能由于传感器故障,也可能来自显示仪表,计算机的故障,还有可能来自管道和工况方面的原因,因此分析故障原因时应对系统作全面的考察。
3. 直接与传感器有关的故障现象及处理方法可参考表8
表8
故障现象 可能原因及处理方法
接通电源后,检测放大器无脉冲信号输出。 1.管内无流量或流量太少。
2.放大器供电不正确或有某个元件损坏。
3.放大器增益太小或触发灵敏度太低,需适当调整Ｗ1 或Ｗ2。
管内无流量,但传感器有信号输出。 1.仪表接地不良引入干扰。
2.管道有过分强烈的振动。
3.放大器增益太大或触发灵敏度太高,需适当调整Ｗ1 或Ｗ2
流量显示值明显偏大、偏小或流量指示摆动过大。 1.安装不正确或不当。
2.放大器触发灵敏度或增益调整不当,需适当调整Ｗ1或Ｗ2。
3.二次仪表系数置入不当。








分类:物理