CGBL系列電容式靶式流量計是在傳統靶式流量計的基礎上,隨著新型傳感器、微電子技術的發展研制開發成的新型電容力感應式流量計,它既有孔板、渦街等流量計無可動部件的特點,同時又具有很高的靈敏度、與容積式流量計相媲美的準確度,量程范圍寬。 采用芯片級的電容式力傳感器、高效的抗過載結構設計是該新型產品真正實現高精度、高穩定性的關鍵核心,加之其特有的抗干擾、抗雜質性能,除能替代常規流量所能測量的流量計量問題,尤其在高粘度、臟污介質、易凝易堵、高溫、低溫、強腐蝕等流量計量困難的工況中具有很好的適應性,廣泛應用于石油、化工、冶金、電力、制藥、環保、食品等領域。
一、概述
CGBL系列電容式靶式流量計是在傳統靶式流量計的基礎上,隨著新型傳感器、微電子技術的發展研制開發成的新型電容力感應式流量計,它既有孔板、渦街等流量計無可動部件的特點,同時又具有很高的靈敏度、與容積式流量計相媲美的準確度,量程范圍寬。 采用芯片級的電容式力傳感器、高效的抗過載結構設計是該新型產品真正實現高精度、高穩定性的關鍵核心,加之其特有的抗干擾、抗雜質性能,除能替代常規流量所能測量的流量計量問題,尤其在高粘度、臟污介質、易凝易堵、高溫、低溫、強腐蝕等流量計量困難的工況中具有很好的適應性,廣泛應用于石油、化工、冶金、電力、制藥、環保、食品等領域。
● 適用管徑范圍寬:Φ10~Φ2000至更大;
● 適用溫度范圍廣:-200°C ~ 700°C;
● 適用高/低壓力工況:0~42MPa;
● 適用各種介質:氣體、液體(包括高粘度液體、漿體)、蒸汽;
● 適用于低流速介質,其可測量最低流速為0.08m/s。
二、原理及特性
1、結構
CGBL系列電容式靶式流量計主要由測量管(外殼)、新型電容
力傳感器、阻流件、積算顯示和輸出部分組成。
2、工作原理
當介質在測量管中流動時,因其自身的動能通過阻流件(靶)時而產生的壓差,并對阻流件有一作用力,其作用力的大小與介質流速的平方成正比,其數學方式表達如下:
F=CdAρ·V2/2
式中:F ——阻流件所受的作用力(kg)
Cd——物體阻力系數
A ——阻流件對測量管軸向投影面積(mm2)
ρ ——工況下介質密度(kg/m3)
v ——介質在測量管中的平均流速(m/s)
阻流件(靶)接受的作用力F,經剛性連接的傳遞件(測桿)傳至電容力傳感器,電容力傳感器產生電壓信號輸出:
V=KF
式中:
V——電容力傳感器輸出的電壓(mV), K——比例常數, F——阻流件(靶)所受的作用力(kg)
由此,此電壓信號經前置放大、AD轉換及計算機處理后,即可得到相應的瞬時流量和累積總量,其工作原理見示意圖:
3、產品特點
·整臺儀表結構堅固無可動部件,拆卸方便;
·可選用多種防腐及耐高低溫材質(如哈氏合金,鈦等);
·整機可做成全密封無死角(焊接形式),無任何泄漏點,可耐42MPa高壓;
·壓力損失小,僅為標準孔板的1/2△P左右;
·抗干擾,抗雜質能力特強;
·儀表內設自檢程序,故障現象一目了然;
·傳感器不與被測介質接觸,不存在零部件磨損,使用安全可靠;
·可就地采用干式標定方法,即采用砝碼掛重法。單鍵操作可完成標定;
·具有多種安裝方式供選擇,如選擇在線插入式,安裝費用低;
·具有一體化溫度、壓力補償,直接輸出質量或標方;
·具有可選小信號切除、非線性修正、濾波時間可選擇;
·能準確測量各種常溫、高溫500度、低溫-200度工況下的氣體、液體流量;
·計量準確,精度可達到0.2%;
·重復性好,一般為0.05%~0.08%,測量快速;
·可根據實際需要更換阻流件(靶片)而改變量程;
·低功耗電池現場顯示,能在線直讀示值,顯示屏可同時讀取瞬時和累積流量及百分比棒圖;
·安裝簡單方便,極易維護;
·多種輸出形式,能遠傳各種參數;
·抗震動性強,一定范圍內可測脈動流。
三、技術參數
1、技術參數表
被測介質 | 液體;氣體;蒸汽 | |||||
公稱直徑 | 法蘭式15~500mm | 夾裝式15~500mm | 插入式65~5000mm | |||
公稱壓力 | 0.6~42MPa | 0.6~42MPa | 0.6~42MPa | |||
介質溫度 | -200℃~+700℃或更高溫度 | |||||
精 確 度 | ±0.2% | ±0.5% | ±1.0% | ±1.5% | ||
范 圍 度 | 1:3(液體) | 1:8(液體、氣體) | 1:15(液體、氣體) | 1:12(蒸汽) | ||
補償形式 | 溫度補償;壓力補償 | |||||
重 復 性 | 0.05%~0.08% | |||||
供電電源 | 機內自備鋰電池(3.6V);外供電源24VDC | |||||
輸出形式 | 現場顯示;4~20mA二線制;脈沖0~5V;RS485/RS232;GPRS無線遠傳;HART | |||||
測量管材料 | 碳鋼;不銹鋼;亦可按用戶要求協商提供 | |||||
防爆標志 | 本安型(ExiaIICT4); 隔爆型(ExdIICT4) | |||||
防護等級 | IP65;IP67 | |||||
法蘭規格 | 流量計連接法蘭規格執行GB/T系列標準,也可以根據用戶要求特殊加工。 |
2、典型應用
氣體類:煤氣、空氣、氫氣、天然氣、氮氣、液化石油氣、過氧化氫、煙道氣、甲烷、丁烷、氯氣等。
液體類:重油、石蠟、瀝青、硫酸、食用油、渣油、丙酮、柴油、礦井水、洗滌劑、醬油、汽油、硅油、
糖漿、溶劑 、香水、海水、航空煤油、皂酮水、葡萄糖、菜油酸、鹽水、漿糊、墨水、冷卻劑、
乙二醇、礦物油 、液態糖、鹽酸、汽車涂料、樹脂、牛油、菜油、液氧、洗發液、牙膏、凝膠、
燃油、牛奶、漂白劑、調節劑、蘇打、添加劑、清洗劑、堿性、氨、船用油、化學試劑、煤油、
甘油、染料、水、硝酸 、高沸點有機溶液、豬油、酒精、油、乙烯、聚丙烯、甲苯等。
蒸汽類:過熱蒸汽、飽和蒸汽。
3、流量計顯示屏幕內容
四、流量計選型表
注:流量計法蘭規格執行GB/T系列標準中規定的相關技術參數,技術條件和類型。亦可按照客戶要求加工;
五、測量范圍選擇
1、標準水流量測量范圍表
注:實際壓降=(實際流量/滿量程流量)2×滿量程最大壓降。
2、選型計算
CGBL電容式靶式流量計的選型需經過計算,把實際流量轉換成等量的標準流量,然后再按選型表選擇合適口徑及型號。計算公式如下:
液體介質:
氣體介質:
qO——標準水的流量(m3/h) QO——標準干空氣流量(Nm3/h)
q1——實際液體介質滿量程流量(m3/h) Q1——實際氣體介質標態滿量程流量(m3/h)
ρo——標準狀態水的密度 ρN——標準狀態干空氣密度
ρ——實際介質密度
標準條件指:
標準狀態壓力:Po=101.325kPa(絕) 標準狀態溫度:to=20℃
標準狀態空氣密度:ρ空氣= 1.293kg/m3 標準狀態水密度: ρ水 =999.8kg/m3
3、飽和水蒸汽流量測量范圍表
4、標準干空氣流量測量范圍表
六、外形及尺寸
1、法蘭管道式
2、夾持式
3、插入式
a、固定式 b、在線可拆卸式
4、連接法蘭規格
a、法蘭規格:公稱壓力0.6MPa~42.0MPa;
b、法蘭尺寸主要采用國家標準GB/T系列,并可采用化工行業標準HG系列、機械行業標準JB/T系列,也可協商提供按照客戶要求的法蘭。
七、儀表輸出及連線
1、儀表輸出形式
a、電流輸出:4~20mA;電源:10-32VDC,二線制;
b、脈沖輸出:0~1000Hz ;內阻1000歐 ;電源:10-32VDC;10mA;
c、RS232/RS485 接口 ;電源:10-32VDC;10mA;
d、HART;
e、報警開關量輸出250VAC/3A;
f、GPRS無線遠傳。
2、電流輸出特性
4~20mA電流輸出特性 4~20mA電流輸出負載特性
以上圖中Imin 為流量計最小顯示流量所對應的電流輸出值,其輸出值的大小為:
同理:可計算出滿量程輸出范圍內任-輸出電流及對應流量值。
3、脈沖輸出特性(0~1000HZ)
脈沖輸出開路幅度(內阻1000歐) 脈沖輸出頻率特性
4、儀表接線
a、流量計信號輸出線電氣連接口規格為:M20 ×1.5;
b、4~20mA 電流輸出為二線制;
c、脈沖輸出為二線制。
4~20mA 電流輸出為二線制 脈沖輸出為二線制
5、供電方式
a、在線液晶顯示,不帶輸出,機內置3.6VDC鋰電池;
b、在線液晶顯示,帶輸出,外供電源24VDC。
八、流量計安裝
1、安裝方式
a、常溫型、低溫型、高溫型流量計視不同工況采用水平、垂直或倒置式安裝(以出廠校驗單為準);
b、介質工作溫度在+300度以上時,用戶應對流量計殼體采取隔熱措施防止熱輻射損壞表頭(表頭工作溫度為-30至+70度),同理工作溫度-100度以下的介質,也要采取防凍措施;
c、為保證流量計準確計量,要求設置前后直管段;
d、為保證流量計在檢查及更換時不影響系統工作,應盡量設置旁通閥(3)及切斷閥(1、2);
e、因工藝需要可采用垂直安裝,被測介質流向可由下至上,也可由上至下,但訂購時應向供貨方說明;
f、流量計口徑與相連的管道口徑尺寸盡量相同,以減少流動干擾,造成計量誤差;
j、流量計殼體必須可靠接地,若無接地條件應向廠方說明。
1、2 、3 分別為前后閥和旁通閥;4 為流量計,L≥10D 和L≥5D分別為前后直管段長度,D為管道公稱直徑。
注意:流量計安裝應前后直管段長度。
2、危險場所的安裝
危險場所必須使用防爆型流量計,CGBL型電容式靶式流量計經國家防爆電氣產品質量監督檢驗中心(CQST)檢驗,符合GB3836.1-2000《爆炸性氣體環境用電氣設備 第1部分:通用要求》,GB3836.2-2000《爆炸性氣體環境用電氣設備 第2部分:隔爆型“d”》及GB3836.4-2000《爆炸性氣體環境用電氣設備 第4部分:本質安全型“i”》標準規定的要求,產品防爆標志為ExdIICT4、ExiaIICT4。
3、工作環境
a、大氣壓:86~l06kPa;
b、周圍環境溫度:-20℃~+60℃(8℉~l40℉);
c、周圍環境相對濕度:≤95% RH(+25℃);
d、隔爆型流量計可適用于含有ⅡA、ⅡB、ⅡC級T1~T4組爆炸性氣體混合物的1區、2區的危險場所;
e、本安型流量計可適用于含有ⅡA、ⅡB、ⅡC級T1~T4組爆炸性氣體混合物的0區、1區、2區的危險場所。
九、流量計的檢定
1、實流檢定
2、干式檢定
在采用干式法檢定(即掛砝碼法)時,首先根據以下公式計算出各流量點作用于阻流件(靶)上的力F
式中:Qm——質量瞬時流量(kg/h ) Qn——標準狀態體積瞬時流量(Nm3/h )
Q——體積瞬時流量(m3/h) K——流量系數
Di——流量計內徑(mm) F——介質作用于阻流件(靶)上的力(kg)
ρ——被測介質的工況密度(kg/m3) ρ0——標準狀態下的介質密度(kg/m3)
?——靶徑比 d——阻流件(靶)直徑
上式中系數K由生產廠家提供,用戶可利用公式依次計算出儀表流量范圍內瞬時流量Q與介質作用于阻流件上
的力F間相對應的關系值,從而對儀表進行標定。