金属管浮子流量计

1、产品简介

    LZ系列智能金属浮子流量计是南京万达仪器仪表厂采用技术生产的流量仪表
　　智能金属管浮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，他可用来测量液体、气体以及蒸汽的流量，特别适宜低流速小流量的介质流量测量。
　　金属管浮子流量计有就地显示型和智能远传型二类，智能远传型带有指针显示瞬时/积累流量液晶显示，上、下限报警输出，累计脉冲输出，标准的二线制4-20mA电流输出等多种形式，为用户使用提供了非常灵活的选择空间，另外该仪表采用*的16位微处理器及高质量工业化组件，保证了流量计在各种场合的优良性能。

    根据测量管安装方式不同，该金属浮子流量计测量的流体的流向分为下进上出、下进上横出、下横进上出、右进左出、左进右出的安装方式，可根据用户不同要求选择不同的测量管安装形式。在此测量管上，若配上KCD系列指示器的测量管构成智能远传型，KVD系列指示器是为磁测变送器并通过双行液晶，提供良好的人机互交界面，还可输出电流信号，上下限报警、累积脉冲等多种信号方式，为用户提供更大范围的选择。即组成智能。

        （1）主要特点

             适用于小口径和低流速介质流量测量
　　         结构简单，工作可靠，维护量小，使用寿命长
　　         对于直管段要求不高
　　         较宽的流量比10：1
　　         就地显示型和智能远传型
　　         单轴灵敏指示
　　         非接触磁耦合传动结构确保位移传输稳定
　　         可用于易燃、易爆危险场合
　　         防护等级：IP65

        （2）智能型KVD系列指示器主要特点

             测量磁场的角位移或线位移
　　         双行液晶显示，可同时显示瞬时流量和累及流量
　　         可实现参数设定
　　         数据恢复功能
　　         报警或累积脉冲输出功能
　　         可选电池供电就地显示
　　         本安型、隔爆型可选择 

2、工作原理 

    体积流量Q的基本方程式为     

    当浮子为非实芯中空结构（放负重调整量）时，则

    式中 α-----仪表的流量系数，因浮子形状而异；

    ε----被测流体为气体时气体膨胀系数，通常由于此系数校正量很小而被忽略，且通过校验已将它包括在流量系数内，如为液体则 = 1
    △F----流通环形面积，m2 ；
    g------当地重力加速度，m/s2；
    Vf-----浮子体积，如有延伸体亦应包括，m3；
    ρf----浮子材料密度，kg/m3；
    ρ-----被测流体密度，如为气体是在在浮子上游横截面上的密度，kg/m3；
    Ff-----浮子工作直径（zui大直径）处的横截面，m2 ；
    Gf-----浮子重量，kg。

    流通环形面积与浮子高度之间的关系如式（3）所示，当结构设计已定，则d、β为常量。式中有h的二次项，一般不能忽略此非线性关系，只有在圆锥角很小时，才可视为近似线性。

    式中d----浮子zui大直径（即工作直径），m；
        h----浮子从锥管内径等于浮子zui大直径处上升高度，m；
        β----锥管的圆锥角
        a,b---常数

    的内置磁钢，在浮子随介质上下移动时，磁场随浮子的移动而变化。
    a.就地显示型：由就地指示器中的随动磁钢与浮子内磁钢耦合，而发生转动，同时电动指针，通过刻度盘指示出此时流量大小。（如下图所示）

    b.智能远传型，由智能型指示器中的随动磁钢与浮子内磁钢耦合，而发生转动，同时带动传感磁钢及指针，通过一个磁传感器将磁场变化转化成电信号，经A/D转化 ，数字滤波，温度补偿，微处理器处理，D/A输出，LCD液晶显示，来显示出瞬时流量及累积流量大小。（如下图所示）

3、技术参数

    测量范围：
    ·水（20℃） 1-200000 1/h
    ·空气（20℃，0.1013MPa）0.03-4000m3/h
    ·参见流量表，特殊流量可订制
    ·量程比；标准型10：1 特殊型20：1
    ·精度： 标准型1.5级 特殊型1.0级
    ·压力等级：P1：1.6Mpa（DN80~DN200）
                P2：4.0Mpa（DN15~DN50）
                P3：16Mpa（DN80~DN200）
                P4：25Mpa（DN15~DN50）
                夹套的压力等级为1.6Mpa
    ·压力损失：7KPa-70KPa
    ·介质温度：标准型（E）：-80℃-+200℃；PTFE：0℃-85℃
    ·高温型（H2）：-80℃-+300℃
   ·介质粘度：DN15：η< 5mPa.s（KV15.1-KV15.3）
                     η< 30mPa.s（KV15.4-KV15.8）
               DN25：η< 250mPFa.s
               DN50-DN150：η< 300mPa.s
    ·环境温度：液晶型-30℃-+65℃
    ·就地指示型-40℃-+80℃
    ·连接形式：标准型：HG20594、HG20595
    ·特殊型：由用户的标准法兰
    ·电缆接口：M20*1.5
    ·供电电源：标准型：24VDC二线制4~20mA
    ·交流型：85~265VAC 50HZ
    ·电池型：3.6V@7.5AH锂电池,可连续使用寿命三年以上
    ·输出信号：4~20mADC
    ·报警输出：上限或下限瞬时流量报警
    ·集电极开路输出：zui大100mA@30VDC阻抗100欧
    ·继电器输出：触点容量：1A@30VDC或0.25A@250VAC或0.5A@125VAC
    ·脉冲输出：累积脉冲输出,zui小间隔50毫秒
    ·液晶显示：瞬时流量显示数值范围：0~50000
    ·累计流量显示数值范围：0~99999999 （可带小数点）
    ·防护等级：IP65
    ·防爆标志：本安型Exia II CT5 隔爆型：Exd II BT6
    ·可选二线制、电池、交流供电方式
    ·多参数标定功能
    ·带有数据恢复，数据备份及掉电保护功能 

4、KVD指示器技术参数

5、如何正确选型 

    仪表的选型是仪表应用中非常重要的工作，有关资料表明，仪表在实际应用中有许多故
障是仪表的错误选型或错误的安装而造成的，请特别注意。
    收集工艺数据
    ①被测流体组份、密度、粘度；
    ②zui大流量、zui小流量、常用流量；
    ③zui高工作压力
    ④zui高温度、zui低温度； zui大流量和zui小流量必须符合以下表格2的流量范围

6、流量计口径、浮子号及刻度的计算

    1、计算方法
    （1）根据用户给出的数据，选择适当的公式计算相应标校介质的流量Qs:
        Qs=K x Q
        其中：Qs--标校介质（水或空气）在标准状态下（20℃，0.1013Mpa）的流量
        Q--用户介质流量 K-修正系数
    （2）根据计算得到的 Qs值，查流量表来确定选用好的浮子号及测量管的口径，流量表中的数值都是水或空气在标准状态下的流量值
    （3）确定测量管口径和浮子号后，建议用下式确定用户被测介质流量刻度的上限值Q：

        其中：Qi查流量表中选取某一浮子号对应的水或空气流量的zui大值。

    （4）由于计算中没有考虑粘度的修正，有可能与工厂计算的结果产生差异，届时请用户予以理解。

    2、修正系数K的确定
    （1）对于液体介质
       a、如果用户给出的Q是液体体积流量则用下式计算K：

       b、如果用户给出的Q是液体质量流量则用下式计算K：

           其中：ρf:所选浮子密度（g/cm3）
                 不锈钢浮子密度为7.8
              聚四氟乙烯浮子（PTFE）密度为3.4
              镍基合金（Hasloy）密度为8.3
              P：被测介质的密度

    a、如果用户给出的Q是标准状态下（20℃，0.1013Mpa）气体的体积流量，则用下式计算K：

    b、如果用户给出的Q是操作状态下气体的体积流量，则用下式计算K：

    c、如果用户给出的Q是气体的质量流量，则用下式计算K：

    ρ: 被测介质的密度：被测气体介质在20℃,0.1013MPa状态下密度（kg/m3）
    P：被测气体介质的压力（MPa
    T：被测气体介质的温度（K）
    ρo：空气在20℃,0.1013MPa情况下密度（1.205kg/m3）
    Po：标校介质的压力（0.1013MPa）
    To：标校介质的温度（293.15K）   d、辅助密度换算公式

    其中： ρst: 被测气体介质在标准状态下密度（Kg/m3）
           ρt: 被测气体介质在操作状态下密度（Kg/m3）
           Tt: 被测气体介质在操作状态下温度（K）
           pt: 被测气体介质在操作状态下压力（MPa）
           Po：被测气体介质在标准状态下压力（MPa）
           To：被测气体介质在操作状态下温度（K）

7、如何进行流量计安装

    为了保证正常工作并达到要求的测量精度,一般应注意以下几点:

    ·必须垂直安装,流体自下而上流过流量计,且垂直度优于2°,水平安装时水平夹角优于2°；
    ·安装在工艺管线上的应加旁路，以便处理故障或吹洗时不影响生产；
    ·入口处应有5倍管径以上长度的直管段，出口应有250mm直管段，以保证仪表测量精度；
    ·如果介质中含有铁磁性物质，应安装磁过滤器；
    ·如果介质中含有固体杂质，应考虑在阀门和直管段之间加装过滤器；
    ·当用于气体测量时，应保证管道压力不小于5倍流量计的压力损失，以使浮子稳定工作；
    ·如果被测介质的温度高于220℃或流体温度过低易发生结晶时，需采取隔热保护措施时，应选用夹套型，以便进行冷却或保温；
    ·管道法兰、紧固件、密封垫与流量计法兰标准相同才能使仪表正常安装运行；
    ·该产品一般在装置正常运行后，不需要维护，故障多发生在装置刚刚启动时，由于管道吹洗不干净，而发生浮子被固体颗粒卡住现象，此时指示器的指针停在一位置不动。这时首先应关闭流量计两边的阀门，然后拆下上法兰，取出浮子进行清洗，再重新装好。注意紧固上法兰螺母要平衡拧紧，并垫好垫圈；
    ·为了避免由于管道引起的流量计变形，工艺管线的法兰必须与流量计的法兰同轴并且相互平行，适当地管道支撑以避免管道振动和减小流量计的轴向负荷，测量系统中控制阀应安装在流量计的下游：
    ·由于仪表是通过磁耦合传递信号的，所以为了保证仪表的性能，安装周围至少10cm处，不允许有铁磁性物质存在；
    ·测量气体的仪表，是在特定压力下校准的，如果气体在仪表的出口直接排放到大气，将会在浮子处产生气压降，并引起数据失真。如果是这样的工况条件，应在仪表的出口安装一个阀门；
    ·安装PTFE衬里的仪表时，要特别小心。由于在不均匀压力的作用下，PTFE会变形，所以法兰螺母均匀拧紧对称；
    ·带有液晶显示的仪表，安装时要尽量避免阳光直射显示器，以免降低液晶使用寿命。
    ·带有锂电池供电的仪表，安装时要尽量避免阳光直射、高温环境（≥65℃）以免降低锂电池的容量和寿命。

8、仪表的维护和操作

    ·仪表属于精密设备，所以在运输、安装、储存和使用过程中，必须要轻拿轻放，避免过应力安装；同时保证指示器和传感器相对位置不能改变，一旦相对位置发生改变，会直接影响仪表的测量精度；
    ·在使用过程中，管道中不可避免要有铁磁性物质吸附在浮子上，如果杂质过多，会将浮子卡死或影响测量精度，所以要定期对仪表的测量管进行清洗。必要时在仪表的入口装有磁过滤器，并对磁过滤器定期清洗；
    ·由于仪表的指示器内装有电子器件，所以仪表在拆装外壳和使用过程中，要将盖的螺钉旋紧，保持壳体密封，一定要防止液体、铁磁性物质和腐蚀性气体等对仪表有害物质进入，同时要保证仪表的外壳可靠接地；
    ·使用仪表，要注意以下两点：
    ·液体测量：在开启阀门过程中，为避免突然打开阀门，形成水头冲击，损坏仪表，务必要缓慢地打开阀门；
    ·气体测量：在投运前，不要给管道加压，否则如果阀门被突然打开，浮子将急速冲向止动器，并有可能损坏仪表，所以，务必要缓慢地打开阀门。测量气体的仪表可以装配一个气动阻尼装置，以zui大程度减小浮子的震荡；
    ·对于智能型指示器，首先保证电气接线正确，检查无误后，才能通电。否则，容易使仪表产生故障；对于按键的操作，一定要按照使用说明书正确进行，不要盲目操作，否则，会造成仪表内EEPROM存储的数据丢失或损坏；
    ·仪表应贮存在-40℃～55℃，相对湿度不大于90%的、无日晒及腐蚀性气体侵蚀的场所；
    ·隔爆型仪表在现场维护需要打开壳体时，一定要断开电源。
    ·在环境温度低于-30℃或高于85℃时，液晶显示会出现停滞或黑屏，此状态液晶一般还不会损坏，当温度恢复到工作范围内，自动恢复正常。

9、选型表

 附录1：流速流量对照表

附录2：法兰规格表

    标准法兰规格表

    高压法兰规格表

附录3：法兰标准引用一览表   

    HG20594-1997    带颈平焊钢制管法兰（欧洲体系）

    HG20593-1997    板式平焊钢制管法兰（欧洲体系）

    HG50295-1997    带颈对焊钢制管法兰（欧洲体系）

    HG20617-1997    带颈对焊钢制管法兰（美洲体系）

    HG20595-1997    带颈对焊钢制管法兰（欧洲体系）

    GB/T9115.1-2000    平面、突面对焊钢制管法兰

    GB/T9115.4-2000    环连接面对焊钢制管法兰

    GB/T9115.3-2000    槽面对焊钢制管法兰

    GB/T9115.2-2000    凹凸面对焊钢制管法兰

    JB/T82.2-1994（2005复审）    凹凸面对焊钢制管法兰

    JB/T82.1-1994（2005复审）    凸面对焊钢制管法兰

    JB/T82.4-1994（2005复审）    环连接面对焊钢制管法兰

    GB/T9115.1-2000    平面、突面对焊钢制管法兰

    GB/T9115.4-2000    环连接面对焊钢制管法兰

    GB/T9115.3-2000    槽面对焊钢制管法兰

    GB/T9115.2-2000    凹凸面对焊钢制管法兰

    GB/T9119-2000      平面、突面版式平焊钢管制法兰