CYJ系列涡街流量计

　　一 概述

　　CYJ系列涡街流量计是一种采用压电晶体作为检测元件，输出与流量成正比的标准信号的流量仪表。该仪表可以直接与DDZ-Ⅲ型仪表系统配套，也可以与计算机及集散系统配套使用，对不同介质的流量参数进行测量。该仪表根据流体涡街的检测原理，其检测涡街的压电晶体不与介质接触，仪表具有结构简单、通用性好和稳定性高的特点.

　　CYJ系列涡街流量计可用于各种气体、液体和蒸汽的流量检测及计量。

　　CYJ 系列涡街流量计可以与本公司生产的智能流量积算仪配套使用,也可以和其它仪表厂商生产的智能仪表配套使用,具有通用性强的特点。

　　二 工作原理

　　涡街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正比”。

　　流量计流通本体直径与仪表的公称口径基本相同。如图一所示,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。

图一 圆管内的涡街

　　三 产品特点

　　传感器测量探头采用特殊工艺封装，耐高温可达350℃

　　敏感元件封状在探头体内，检测元件不接触测量介质，使用寿命长

　　传感器采用补偿设计，提高仪表抗震性

　　结构简单、无可动件，耐用性高

　　在规定雷诺数范围内，测量不受介质温度、压力、粘度影响

　　流量计可应用于防爆场合，安全性好

　　量程比宽，可达10:1 15:1

　　通用性强，可测量不洁净的气体、液体

　　四 技术参数

　　环境温度: (-40～55)℃ ;

　　相对湿度: (5～90)% ;

　　大气压力: (86—106)Kpa

　　公称通径: (15～1500)mm(大于200mm为插入式结构);

　　测量介质: 液体、气体、蒸汽;

　　公称压力: 1.6Mpa 2.5Mpa 4.0Mpa

　　介质温度: (-40～+350)℃;

　　精度等级: 0.5级,1.0级1.5级,2.5级;

　　线性度: ≤±1.5%;

　　重复性: ≤0.5%,≤1.0% ;

　　输出信号: 电压脉冲;

　　(4～20)mA DC(两线制);;

　　供电电源: 电压脉冲 12V DC或24V DC;

　　电流型 24V DC

　　智能电流型 24V DC

　　智能电池型 3.6V DC

　　负载电阻: ***大负载电阻不超过350Ω。

　　本体材质: 304不锈钢

　　连接方式: (15～300)mm 法兰卡装式结构;

　　(200～1500)mm 为插入式结构;

　　保护等级: IP65, IP67 ;

　　电缆接口: PG10

　　防爆类型: 本安型; 隔爆型

　　防爆标志: iaⅡCT6; dIIBT4

　　五 工况流量范围 (m3/h)

　　六 流量计安装结构图

　　(一) 法兰卡装式流量计安装结构图

图二. 法兰夹装式结构图

　　(二) 插入式流量计安装结构图

图三. 插入式结构图

图四 流量计结构尺寸

　　(三) 流量计结构尺寸

　　(1) 卡装式各种不同口径流量计结构尺寸

　　七 安装及接线

　　(一) 安装

　　(1) 安装地点的选择

　　a. 环境温度: 流量计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,并安装防振垫等措施。

　　特别注意:在空压机出口处振动较强,不能安装流量计,应安装在储气罐之后.

　　d. 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。

　　e. 流量计***好安装在室内,必须安装在室外时,应有防晒和防潮措施.

　　f. 流量计安装地点应远离大功率电机,变频器,大功率变压器和无线电收发机,否则,有可能造成仪表不能正常工作.

　　(2) 对安装管道的要求

　　a. 流量计上游侧和下游侧必须要有足够长的同径直管段。长度应符合下表的要求。

　　● 法兰卡装式(法兰连接式)流量计直管段

　　● 插入式流量计直管段

　　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,流量计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变送器。

　　c. 流量计可垂直、水平或其它任何角度进行安装,将流量计安装在垂直或倾斜管道上时,

　　流体流向应是自下而上的。

　　d. 需要在流量计附近装设取压或测温点时,取压点应在流量计后3D以外,测温点应在流量计5D以外。

　　e. 为方便检修流量计,强烈建议安装旁通管.在需清洗的管道上或所安装流量计的管道不能断流的情况下,就必须安装旁通管道.

　　(3) 涡街流量计的安装

　　在安装时必须注意下列事项:

　　a. 被测介质流向必须与流量计上的流向箭头标志一致。

　　b. 安装卡装式流量计时,可通过专用凹面法兰的凹面保证管道和流量计流通本体同心。并注意密封垫不能深入管中.

　　(4). 插入式涡街流量计安装在管道上,需要在安装处开一个φ87圆孔。

　　在圆孔处焊上随流量计提供的连接法兰，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。如图五所示。

　　连接法兰的短管上有加工的凸台，凸台和管道外壁对齐，然后进行焊接。

图五 插入式涡街流量计开口法兰与管道的焊接

　　a. 根据需要确定是否安装球阀。在维修时装拆流量计时允许中断流量，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(DN80)，若需要安装球阀，订货时必须注明。

　　b. 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计装在球阀上，见图三。如果不需要安装球阀，则直接将插入式涡街流量计装在开口法兰上，安装时请注意测速本体应在管道中心处。

　　(二) 接线

　　说明: a. 安装流量计的管道及放大器壳体应有良好的接地(接地电阻不大于10Ω。

　　b. 流量计采用二线制接线，推荐采用AVPV2×0.5双芯屏蔽线。

　　(1) CYJ-Ⅰ型(脉冲输出)接线图

　　(2) CYJ-Ⅱ型(电流输出)

　　(3) CYJ-Ⅲ型(智能型)接线 参见后面智能涡街流量计操作说明

　　八 流量计参数的整定

　　1. 关于流量计的仪表常数

　　流量计在出厂前已经过调试和检测,每台流量计的仪表常数K均已在铭牌和出厂合格证上注明，它的物理意义是在标定状态下(P=101.3kPa，t=20℃)每流过流量计1升体积流量，流量计输出的脉冲个数，单位是1/L。由于测量介质温度变化,测量管道及旋涡发生体几何尺寸发生变化(热胀冷缩),需对流量仪表常数进行修正,修正系数KT的表达式为：

　　式中:t──测量介质的温度,℃。

　　2. 流量单位换算方法

　　(1). 根据工艺设定的流量范围计算出实际管道工作状态下的体积流量：

　　工艺设定的流量可以是质量流量(kg/h)、工作状态下的体积流量(m3/h)或标准状态的体积流量(N m3/h)，将质量流量或标准状态的体积流量换算成工作状态下的体积流量的方法如下：

　　a. 将质量流量的***大流量(量程上限)Gmax(kg/h)换算成工作状态下的体积流量Qmax(m3/h)，计算公式为：

　　式中: ρ ──仪表工作条件下介质的密度(kg/m3)

　　b. 将气体标准状态的***大流量(量程上限)Q0max(Nm3/h)换算成工作状态下的体积流量Qmax(m3/h)，计算公式为：

　　式中: P ──仪表工作条件下气体的表压(MPa);

　　t ──仪表工作条件下气体的温度(℃)。

　　(2). 根据工作状态下的***大体积流量Qmax(m3/h)计算涡街的***大频率fmax：

　　式中: K ──仪表系数(1/L)，K值标明在仪表铭牌上;

　　──温度修正系数。

　　九 流量计的信号检测、调整和校验方法

　　1. 静态检测

　　测量静态电流,在24V上串联标准电阻，用数字电压表测量，或用现场指示表检测。

　　在无流量信号条件下，静态电流为4mA，现场指示表在0%的位置。如有偏差，可调电位器W1，但调之前一定要用示波器或频率计观察,确定无频率信号(方波)，保证频率电流转换器无输入的条件下，调零才有意义。在系数板不接的条件下，可直接调W1，实现调零。

　　2. 动态检测：

　　动态检测是指变送器有信号输入的条件下进行检测。

　　输入上限流量信号，TP4有1000Hz输出频率，此时频率电流变换电路应有满量程输出，变送器输出电流应为20mA DC，如有偏差，可调整量程电位器W2，使输出为20mA DC。一般在使用中改变量程，只需计算KB值，在编码开关上相应调好KB值就可改变变送器流量量程，无需调W2电位器。

　　3. 模拟检测方法：

　　在校验室进行电路测试时，可用模拟检测方法进行。用频率发生器信号代替探头信号，频率发生器的输出外壳屏蔽端不接入端子，而应接到(公共地)端，信号输出端接到放大板输入端子的任一端子即可。

　　频率发生器输出信号频率调整在变送器出厂合格证所定的频率范围内，信号幅度在频率高时稍为增大，一般可控制在1～2VPP值范围内，以能触发放大电路有输出反应为准。

　　4. 阻尼调整：

　　放大电路板上有两个拔动开关，分别用以调整电路输出信号的阻尼时间，减小输出信号的

　　波动。调整时可用小螺丝刀拔动开关进行。

　　当阻尼开关都处于OFF时，电路响应时间为0.1s;

　　当阻尼开关“1”打向ON时，电路响应时间约为1s;

　　当阻尼开关“2”打向ON时，电路响应时间约为5s;

　　当阻尼开关“1”，“2”均打向ON时，电路响应时间约为6s;

　　如流量计输出电流值变化较大，可通过选择阻尼开关位置，将输出电流稳定下来。调整阻尼开关位置不影响流量计的零位和量程。

　　5 灵敏度调整

　　当现场震动干扰过大，已经影响正常的测量时，通过放大线路板上K1和K2进行调整。

　　K1是电路板放大倍数，K2是电路板灵敏度。由于采用量化的设计方法，通过拨动开关的位置即可。一般情况下，K1不用调整，只调整K2就能解决，特殊情况下，K1、K2可以配合进行调整。

　　十 维护及故障排除

　　1. 流量计显示不正常时，应检查工艺状况是否满足仪表要求，工艺流量是否落在流量计所能测量的范围内，如不满足该要求，流量计显示会不正常的。

　　2. 流量计所能检测的介质应为单相流体，如有气液两相现象的介质，流量计显示将不正常。

　　3. 流量计有故障时，应正确区分是否显示仪表，或其它二次仪表有故障。如流量计有输出，而显示仪表无显示，这类故障应在显示仪表。

　　4. 确认故障来源于流量计，可按下表进行排除处理。

　　十一 订货须知

　　用户订货时请提供以下条件,以便帮助正确选择流量计的规格和系数。

　　1. 管道尺寸:外径×壁厚(mm);

　　2. 测量介质名称，介质密度〔kg/m3〕;

　　1. 设定的***大流量即流量计的量程上限值〔kg/h,或m3/h〕;

　　2. 工艺的***小流量〔kg/h,或m3/h〕;

　　3. 工作压力,(MPa);

　　4. 工作温度，(℃)

　　5. 如配我公司智能流量积算仪,请一齐提供：压力变化范围，或压力变送器型号、量程;

　　温度变化范围，或温度变送器型号、量程。

(操作部分)

　　1、概述

　　CYJ系列智能涡街流量计是我公司多年调研，在CYJ涡街流量传感器的基础上研制而成的又一种新型仪表，该仪表具有CYJ涡街流量传感器的所有优点，并增加了以下优点：

　　l 无外接线 — 无须外接电缆提供电源，安装方便。

　　l 低 功 耗 — 电池可使用一年以上。

　　l 断电保护 — 断电后保护数据时间大于40年。

　　l 现场显示 — 累积流量、瞬时流量、频率等。

　　l 线性函数 — 有四段非线性修正可设置，可提高精度。

　　l 阻尼选择 — 有0—16秒阻尼时间选择，使仪表输出更稳定。

　　l 自 诊 断 — 仪表出错、设定错误等都可以被诊断并且显示出来。

　　l 通用性好 — 不同口径线路板通用，在现场更换不需重新标定。

　　2、主要技术参数

　　l 环境温度 -15℃ ～ +60℃

　　l 电源电压 电流输出： 24V ± 10% ;DC

　　脉冲输出： 12V ～ 24V ;DC

　　电池供电： 三节5号碱性电池或一节3.6V锂电池

　　l 输出信号 电流输出：4～20mA DC，负载电阻0～500Ω

　　脉冲输出：低电平小于1V;高电平大于电源电压的80%;

　　l 防爆等级 dⅡBT2～T4

　　3、显示

　　仪表有两种状态：显示状态和设定状态。在显示状态，通过按键可以显示累积量、瞬时量和自检结果。在设定状态，可设定各种参数。这两种状态可通过按SET键大于3秒释放后转换。按键操作应0.5秒以上，否则仪表无反应。

　　面板上有三个键：SET、SHIFT和INC。

　　在显示状态下：

　　按SHIFT键： 累积量→瞬时量→自检结果→累积量

　　按INC 键： 累积量←瞬时量←自检结果←累积量

　　按SET键不放8秒左右显示OFF后仪表处于关机状态。按任意键自动开机。

　　4、设定

　　设定状态下：

　　SET 键为读写键，SHIFT 为光标移位键，INC 为数字增加键(或小数点移位)。

　　显示说明:(1)当显示的数字为“ 1”：表示数字1处于闪烁显示状态。

　　(2)当显示的数字为“ 1”：表示数字1处于一直显示状态。

　　按键说明:(1)短按SET键：表示按SET键大于0.5秒但小于3秒。

　　(2)长按SET键：表示按SET键大于3秒后释放。

　　(3)按住SET键：表示按SET键不释放。

　　具体操作如下：

　　注： 1、液体插入式涡街流量计 DN = 01

　　2、气体插入式涡街流量计 DN = 05

　　3、高温气体插入式涡街流量计 DN = 09

　　4、修改参数不退出设定状态，参数将不被执行和保存。

　　5、接线　

　　1)、模拟电流输出接线(OU = 00)

　　2)、电压脉冲输出接线(OU = 01)

　　3)、无源智能涡街流量计无须外接电线(OU = 02 ~ 07)。

　　内部接电池组(一节3.6V锂电池或三节5号碱性电池)

　　OU数值越大电池使用寿命越长;

　　6、错误代码

　　正常情况下自检结果显示：GOOD

　　在出现错误时在自检结果如下：

　　7、安装

　　详见CYJ涡街流量计说明书。当仪表垂直安装时，可将表头内的显示板旋转90度(四颗螺丝固定)，以方便读数和操作。