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金属管流量计
在垂直的锥形测量管内,有一可上下移动的测量部件——浮子 ,当流体自下而上通过锥形管时,浮子受到流体的作用力,沿 锥形管向上移动。当流体的流量增大时,浮子的位移量增大;反之,流 体的流量减少时,浮子的位移量变小。也就是说,流体流量的大小,决 定了浮子在测量管中的位置,从而决定了浮子和锥形管之间环形面积 的大小。当流体的流量保持在一个恒定的流量Q时,浮子也处于一动平衡状态,停留在锥形管中的一位置h,此时,浮子和锥形管之间的 环形面积保持恒定。浮子受到三个力的作用:浮子的重力G,浮子受 到的浮力F,浮子受到流体的作用力P,这三个力达到平衡。根据流体 动力学的柏努力方程、力平衡原理和流体连续性定律,可以计算出此 时通过环形面积的瞬时流体流量,所以,金属管浮子流量计是采用可 变面积测量流量的原理。

金属管浮子流量计


概述
ZHJL金属管浮子流量计(金属管转子流量计)是工业自动化过程控制中常用的一种变面积流量测量仪表。它具有体积小,检测范围大,使用方便等特点,它可用来测量液体、气体以及蒸汽的流量,特别适宜低流速小流量的测量。
多年来,金属管浮子流量计以其优良性能和可靠性,以及较好的性能价格比,在石化、钢铁、电力、冶 金、轻工、食品、制药、水处理等行业得到了广泛的应用。 本手册面向专业技术人员,适用于金属管浮子流量计的设计选型,也可用于最终用户在使用时的参考。 手册分别介绍了金属管浮子流量计的工作原理、功能特点、技术参数、仪表类型及外形、流量计 算、接线方法和安装、维护等。 本手册只针对金属管浮子流量计的设计选型和使用,同时厂家保留某些技术参数改进而不预先通知的权利。

测量原理
ZH系列金属管浮子流量计主要由两大部分组成:传感器和指示 器。传感器主要由连接法兰、测量锥管、浮子和上下导向器组成;指 示器主要由壳体、磁传动系统、刻度盘和电远传系统组成。
在垂直的锥形测量管内,有一可上下移动的测量部件——浮子 ,当流体自下而上通过锥形管时,浮子受到流体的作用力,沿锥形管向上移动。当流体的流量增大时,浮子的位移量增大;反之,流 体的流量减少时,浮子的位移量变小。也就是说,流体流量的大小,决 定了浮子在测量管中的位置,从而决定了浮子和锥形管之间环形面积 的大小。当流体的流量保持在一个恒定的流量Q时,浮子也处于一动平衡状态,停留在锥形管中的一位置h,此时,浮子和锥形管之间的 环形面积保持恒定。浮子受到三个力的作用:浮子的重力G,浮子受 到的浮力F,浮子受到流体的作用力P,这三个力达到平衡。根据流体 动力学的柏努力方程、力平衡原理和流体连续性定律,可以计算出此 时通过环形面积的瞬时流体流量,所以,金属管浮子流量计是采用可 变面积测量流量的原理。
在浮子的内部,镶嵌一高性能永久磁体,当浮子处于平衡位置时,在浮子周围形成一均匀而稳定的磁场。在锥形管的外面,安装一磁传感器,这样,就能将测量管内浮子的直线位移通过非接触形式传递到指示器中, 通过检测和处理后, 最终显示在指示器刻度盘上或输出相应的标准4~20mA电流信号。

功能特点

◆ 适用于小口径和低流速介质流量测量        ◆ 工作可靠,维护量小,寿命长
◆ 对于直管段要求不高               ◆ 较宽的量程比10:1
◆ 双行液晶显示,现场瞬时/累积流量显示         ◆ 指示器上有键盘,操作设置方便
◆ 全金属结构,适用高温、高压和强腐蚀性介质    ◆ 非接触磁耦合传动
◆ 可用于易燃、易爆危险场合            ◆ 可选直流电源或电池供电方式
◆ 带有数据恢复,数据备份及掉电保护功能      ◆ 多参数标定功能
▲ 流量计口径   DN15,DN25,DN50,DN80,DN100,DN150 (其它口径请与制造商协商)
▲ 流量范围    液体:1.0~150000l/h   气体:0.05~3000m3/h(流量范围详见11页流量表)
▲ 量程比     10∶1,20∶1(特殊)
▲ 精度      1.5级,1.0级(特殊)
▲ 压力等级    DN15、DN25、DN50:4.0MPa(最大20MPa) DN80、DN100、DN150:1.6MPa (最大:DN80:                   10MPa;DN100:6.4MPa;DN150:4.0MPa)
▲ 介质温度    标准:-30℃~+120℃,高温:120℃~350℃
▲ 供电电源    24VDC(12~36VDC)
▲ 输出信号    4~20mADC(二线制),可附加HART协议
▲ 输出负载    500Ω(24V供电时)
▲ 环境温度    就地型:-40℃~120℃    远传型:-30℃~60℃
▲ 存储条件    温度:-40℃~85℃    湿度:≤85%
▲ 连接方式    法兰连接,法兰标准:GB/T9119-2000,用户可指定 (其它连接方式可与制造商协商)
▲ 电缆接口    M20×1.5
▲ 外壳防护    IP65
▲ 防爆标志    本安型:ExiaIICT6,隔爆型:ExdIICT6
▲ 压力损失    详见流量表
▲ 介质粘度    DN15:η<5mPa.s   DN25:η<250mPa.s  DN50~DN150:η<300mPa.s
▲ 接液材质    R1:304,1Cr18Ni9Ti;      Ro:316,0Cr18Ni12Mo2Ti; RL:316L,                   00Cr17Ni14Mo2Ti;   Ti:钛合金; Rp:聚四氟乙烯内衬。

流量计类型及外形尺寸

ZH系列金属管浮子流量计由测量管(传感器)和指示器(电子转换器)组成,选择不同形式的测量管和 指示器,可装配成多种形式的整机,以适应现场的需求。各种类型的流量计外形及尺寸、连接法兰标准、磁 过滤的安装尺寸见下述。

 

垂直型

ZH系列金属管浮子流量计根据流体入口和出口的方向将产品分成5种类型,而每种类型又有标准型、高 温型、夹套型等。
水平型

水平安装型流量计当口径小于DN50(含)时,选用T型结构的,当大于DN50时,选用弹簧结构的。

T型结构M4指示器 T型结构M5指示器弹簧结构M4指示器

弹簧结构       M5指示器底进侧出型
标准型M4指示器 标准型M5指示器侧进侧出型
标准型M4指示器 标准型M5指示器

侧进上出型
如果介质中含有铁磁性颗粒,应在流量计入口前安装磁过滤器。DN100(含)以下的高度为100mm,DN100以上的为150mm。

指示器及限位报警装置

ZH系列金属管浮子流量计的指示器是流量计的显示和转换部分,限位报警装置可实现流量超限报警,完成流量开关的作用。

指示器选择
用户可根据现场实际需求,选择就地显示型、电远传型、本安防爆型、隔爆型或附带HART协议型。

报警装置选择
K1、K2限位报警开关装置安装在M1型就地指示器里,K1为下限,K2为上限,报警点可任意设定。K1、 K2报警开关由两部分组成,一部分在指示器中,简称TG22。TG22是由SJ3.5N传感器和旋转轴上的切割片 组成,可在整个流量范围内任意设定报警点,并通过定位指针指示在刻度盘上;另一部分是外部的WE77/Ex 晶体管继电器。
SJ3.5型传感器与晶体管继电器WE77/Ex-1和WE77/Ex-2配合使用,可实现上下限报警信号的远传,并 具有本安防爆性能,防爆标志为ExiaIICT6;其中WE77/Ex-1可配一个SJ3.5传感器,实现单个报警点的控 制;WE77/Ex-2可配两个SJ3.5传感器,实现上下限报警点的控制。
WE77晶体管继电器和SJ3.5传感器技术参数见下表

型号 WE77/E-1  WE77/E-2  型号 SJ3.5-N  SJ3.5-SN 
供电电源 220VAC,24VDC   供电电源 8VDC  8VDC 
消耗功率 约3.5VA  有效面积开 ≥3mADC  
工作温度 -25℃~+60℃   有效面积关 ≤1mADC  ≤1mADC 
开路电压 8(13.5)V  8(13.5)V  自身电感 250μH  100μH 
短路电流 8(31)mA  8(62)mA  自身电容 50nF  60nF 
允许电感 3(31)mH  1(7.6)mH  工作温度 -25℃~+70℃  -40℃~+100℃ 
允许电容 230(609)nF  160(539)nF    

WE77晶体管继电器与SJ3.5传感器的调整和电器连接:
晶体管继电器包括电源、晶体管整流放大器和输出中间继电器。WE77/EX-1和WE77/EX-2一般接成常 开工作方式,通过改变接线使其成为常闭工作方式或带有开路监测的常闭工作方式。
根据下图置换跳线器,可获得各种形式的工作状态。用一个LED管表示“继电器闭合”。(见下图)
①SJ3.5N传感器
②隔离转换放大器
③继电器工作时,LED灯亮
④继电器输出
⑤供电电源 220V AC

脚注信息
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