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清水常用流量表

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一、清水常用流量表概述

LWGY系列渦輪流量計(jì)是吸取了國外流量?jī)x表*技術(shù)經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕巧、精度高、重復(fù)性好、反應(yīng)靈敏，安裝維護(hù)使用方便等特點(diǎn)的新一代渦輪流量計(jì)，廣泛用于測(cè)量密封管道與不銹鋼1Cr18Ni9Ti、2CrI3及剛玉AL²O³、硬質(zhì)合金不起腐蝕作用，且無纖維、顆粒等雜質(zhì)，工作溫度下運(yùn)動(dòng)粘度小于5×10^-6m²/s的液體，可對(duì)流量計(jì)進(jìn)行實(shí)液標(biāo)定后使用。若用分體式的還可以進(jìn)行定量控制、超量報(bào)警，免去安裝二次顯示儀表，是流量和節(jié)能的理想儀表。

二、工作原理

圖1所示為流量傳感器結(jié)構(gòu)圖，由圖可見，當(dāng)被測(cè)流體流過傳感器時(shí)，在流體作用下，葉輪受力旋轉(zhuǎn)。其轉(zhuǎn)速與管道平均流速成正比，葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)周期地改變磁電轉(zhuǎn)換器的磁阻值，檢測(cè)線圈中的磁通隨即發(fā)生周期性的變化，產(chǎn)生周期性的感應(yīng)電勢(shì)，即電脈沖信號(hào)，經(jīng)過放大器放大后，送至顯示儀表。

清水流量表的流量方程可分為兩種：實(shí)用流量方程和理論流量方程。

（1） 實(shí)用流量方程

q^v=f/k 公式1

q^m=qvp 公式2

式中q^v、q^m分別為體積流量m³/h、質(zhì)量流量kg/h

f為流量計(jì)輸出的頻率信號(hào)Hz

k為流量計(jì)的流量系數(shù)

清水流量表的儀表系數(shù)與流量(或管道雷諾數(shù))的關(guān)系曲線如圖2所示。由圖可見，儀表系數(shù)可分為二段，即線性段和非線性段。線性段約為其工作段的三分之二，其特性與傳感器結(jié)構(gòu)尺寸及流體枯性有關(guān)。在非線性段，特性受軸承摩擦力，流體粘性阻力影響較大。當(dāng)流量低于傳感器流量下*，儀表系數(shù)隨著流量迅速變化。壓力損失與流量近似為平方關(guān)系。當(dāng)流量超過流量上*要注意防止空穴現(xiàn)象。結(jié)構(gòu)相似

的IUF特性曲線的形狀是相似的，它僅在系統(tǒng)誤差水平方面有所不同。

傳感器的儀表系數(shù)由流量校驗(yàn)裝置校驗(yàn)得出，它*不問傳感器內(nèi)部流體的流動(dòng)機(jī)理，把傳感器作為一個(gè)黑匣子，根據(jù)輸人(流量)和輸出(頻率脈沖信號(hào))確定其轉(zhuǎn)換系數(shù)，它便于實(shí)際應(yīng)用。但要注意，此轉(zhuǎn)換系數(shù)(儀表系數(shù))是有條件的，其校驗(yàn)條件是參考條件，如果使用時(shí)偏離此條件系數(shù)將發(fā)生變化，變化的情況視傳感器類型，管道安裝條件和流體物性參數(shù)的情況而定。

(2)清水流量表理論流方程

根據(jù)動(dòng)量矩定理可以列出葉輪的運(yùn)動(dòng)方程

當(dāng)葉輪以恒速旋轉(zhuǎn)時(shí) 0，則M1=M2+M3+M4。論分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)

證可得n=Aqv+B- 公式4

n：葉輪轉(zhuǎn)速

qv：體積流量

A：與流體物性（密度、粘度等），葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)（葉片傾角、葉輪直徑、流道截面積等）有關(guān)的系數(shù)

B：與葉片頂隙，流體流速分布有關(guān)的系數(shù)

C：與摩擦力矩有關(guān)的系數(shù)

國內(nèi)外學(xué)者提出許多理論流量方程，它們適用于各種傳感器結(jié)構(gòu)及流體工作條件。至今渦輪儀表特性的水動(dòng)力學(xué)特性仍舊不很清楚，它與流體物性及流動(dòng)特性有復(fù)雜的關(guān)系。比如當(dāng)流場(chǎng)有旋渦和非對(duì)稱速度分布時(shí)水動(dòng)力學(xué)特性就非常復(fù)雜。不能用理論推導(dǎo)儀表系數(shù)，儀表系數(shù)仍需由實(shí)驗(yàn)校驗(yàn)確定。但是理論流量方程有巨大的實(shí)用意義，它可用于指導(dǎo)傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)使用條件變化時(shí)儀表系數(shù)變化規(guī)律的預(yù)測(cè)和估算。

三、清水流量表產(chǎn)品特點(diǎn)

1.高精確度，一般可達(dá)±1%R、±0.5%R、高精度型可達(dá)±0.2%R；

2.重復(fù)性好，短期重復(fù)性可達(dá)0.05% ~ 0.2%，正是由于具有良好的重復(fù)性，如經(jīng)常校準(zhǔn)或在線校準(zhǔn)可得到*的精確度，在貿(mào)易結(jié)算中是優(yōu)先選用的流量計(jì)；

3.輸出脈沖頻率信號(hào)，適于總量計(jì)量與計(jì)算機(jī)連接，無零點(diǎn)漂移，抗煩擾能力強(qiáng)；

4.可獲得很高的頻率信號(hào)（3 ~ 4kHz），信號(hào)分辨率強(qiáng)；

5.流量范圍度寬，zui大可達(dá)1:30；

6.結(jié)構(gòu)緊湊輕巧，安裝維護(hù)方便，流通能力大；

7.適用高壓測(cè)量，儀表表體上不必開孔，易制成高壓型儀表；

8.型傳感器類型多，可根據(jù)用戶特殊需要設(shè)計(jì)為各類型傳感器，例如低溫型、雙向型、井下型、混砂型等；

9.可制成插入型，適用于大口徑測(cè)量，壓力損失小，價(jià)格低，可不斷流取出，安裝維護(hù)方便。

四、清水流量表基本參數(shù)與性能

1.技術(shù)性能

2.清水流量表測(cè)量范圍及工作壓力 表1

五、清水流量表儀表分類

1.按儀表功能分類，LWGY系列渦輪流量計(jì)可分為三大類，

即：

◆渦輪流量傳感器/變送器（圖3、圖4）

◆智能一體化渦輪流量計(jì)（圖5）

◆智能分體渦輪流量計(jì)（圖6）

2.功能說明

◆渦輪流量傳感器/變送器

該類渦輪流量計(jì)本身不具備現(xiàn)場(chǎng)顯示功能，僅將流量信號(hào)遠(yuǎn)處輸出。流量信號(hào)可分為脈沖信號(hào)或電流信號(hào)（4 ~ 20mA）；該類儀表價(jià)格低廉，體積小巧，特別適用于與二次顯示儀、PLC、DCS等計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)配合使用。

按照不同的輸出信號(hào)，該類產(chǎn)品可分為L(zhǎng)WGY型和LWGYA型。

LWGY型傳感器：12VDC或24VDC供電，三線制脈沖輸出，高電平≥2V，低電平≤0.8V，如無特殊說明，高電平為5V；信號(hào)傳輸距離≤1000m。

LWGYA型傳感器：24VDC供電，二線制電流4-20mA輸出，信號(hào)傳輸距離≤1000m。

該類渦輪流量產(chǎn)品均為基本型和防爆型兩種

◆ 智能一體化渦輪流量計(jì)

采用*的16位超低功耗*抗擾單片機(jī)技術(shù)研制的傳感器與顯示積算一體化的型智能儀表，采用雙排液晶顯示，具有結(jié)構(gòu)緊湊、讀數(shù)直觀清晰、可靠型高、成本低等明顯優(yōu)點(diǎn)。儀表具備儀表系數(shù)四點(diǎn)修正，智能補(bǔ)償儀表系數(shù)非線性，并可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)修正。高清晰液晶顯示器同時(shí)顯示瞬時(shí)流量（5位有效數(shù)字）及累積流量（8為有效數(shù)字，帶清零功能）。所有有效數(shù)據(jù)掉電后10年不丟，該類渦輪流量產(chǎn)品為基本型和防爆型兩種。

該類渦輪流量計(jì)按照供電方式可分為：

LWGYB型：3.6V鋰電池供電，現(xiàn)場(chǎng)顯示瞬時(shí)流量累積流量，無輸出。

LWGYC型：24VDC供電，二線制4 – 20mA輸出，并現(xiàn)場(chǎng)瞬時(shí)流量累計(jì)流量。并口根據(jù)不同的現(xiàn)場(chǎng)需要可增加RS485或HART同訊。

◆清水流量表智能分體渦輪流量計(jì)

采用*的16位超低功耗*抗擾單片機(jī)技術(shù)研制的，傳感器與顯示積算通過3芯屏蔽電纜連接，zui遠(yuǎn)傳輸距離≤1000m，采用三排液晶顯示，具有結(jié)構(gòu)緊湊、讀數(shù)直觀清晰、可靠型高、成本低（無需安裝二次顯示儀表）等明顯優(yōu)點(diǎn)，安裝方式與二次顯示儀表安裝方式類似。儀表具備儀表系數(shù)九點(diǎn)修正，智能補(bǔ)償儀表系數(shù)非線性，并可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)修正。高清晰液晶顯示器同時(shí)顯示瞬時(shí)流量（5位有效數(shù)字）、累積流量（8為有效數(shù)字，帶清零功能）頻率（4位有效數(shù)字）或流速（4位有效數(shù)字）。所有有效數(shù)據(jù)掉電后10年不丟，該類渦輪流量產(chǎn)品為基本型

該類渦輪流量按照供電方式可分為：

LWGYD-1型：3.6V鋰電池供電，現(xiàn)場(chǎng)顯示瞬時(shí)流量累積流量，頻率或流速（默認(rèn)顯示頻率），無輸出。

LWGYD-2型：24VDC供電二線制4 – 20mA電流輸出，現(xiàn)場(chǎng)顯示瞬時(shí)流量累積流量，頻率或流速（默認(rèn)顯示頻率）。

LEGYD-3型：24VDC供電三線制4 – 20mA電流輸出，現(xiàn)場(chǎng)顯示瞬時(shí)流量累積流量，頻率或流速（默認(rèn)顯示頻率），并口根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求增加RS485通訊，開關(guān)量定量控制。

LEGYD-4型：220VAC供電4 – 20mA電流輸出，現(xiàn)場(chǎng)顯示瞬時(shí)流量累積流量，頻率或流速（默認(rèn)顯示頻率），并口根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求增加RS485通訊，開關(guān)量定量控制。

六、清水流量表安裝尺寸

傳感器的安裝方式根據(jù)規(guī)格不同，采用螺紋或法蘭連接，安裝方式見圖7、圖8、圖9

圖7 LWGY4 ~ 10傳感器結(jié)構(gòu)及安裝示意圖

圖8 LWGY15 ~ 40傳感器結(jié)構(gòu)及安裝示意圖

圖9 LWGY50-200傳感器結(jié)構(gòu)安裝尺寸示意圖

表2

七、清水流量表安裝注意事項(xiàng)

（1）

安裝場(chǎng)所

傳感器應(yīng)安裝在便于維修，管道無振動(dòng)、無強(qiáng)電磁干擾與熱輻射影響的場(chǎng)所。渦輪流量計(jì)的典型安裝管路系統(tǒng)如圖10所示。圖中各部分的配置可視被測(cè)對(duì)象情況而定，并不一定全部都需要。渦輪流量計(jì)對(duì)管道內(nèi)流速分布畸變及旋轉(zhuǎn)流是敏感的，進(jìn)入傳感器應(yīng)為流體充滿管道，因此要根據(jù)傳感器上游側(cè)阻流件類型配備必要的直管段或流動(dòng)調(diào)整器，如表5所示。若上游側(cè)阻流件情況不明確，一般*上游直管段長(zhǎng)度不小于20D，下游直管段長(zhǎng)度不小于5D，如安裝空間不能滿足上述要求，可在阻流件與傳感器之間安裝流動(dòng)調(diào)整器。傳感器安裝在室外時(shí)，應(yīng)有避直射陽光和防雨淋的措施。

（2）連接管道的安裝要求

水平安裝的傳感器要求管道不應(yīng)有目測(cè)可覺察的傾斜（一般在5°以內(nèi)），垂直安裝的傳感器管道垂直度偏差亦應(yīng)小于5°，垂直安裝時(shí)流體方向必須向上。

需連續(xù)運(yùn)行不能停流的場(chǎng)所，應(yīng)裝旁通管和可靠的截止閥(見圖10），測(cè)量時(shí)要確保旁通管無泄漏。

在新鋪設(shè)管道裝傳感器的位置先介入一段短管代替?zhèn)鞲衅?，待?ldquo;掃線”工作完畢確認(rèn)管道內(nèi)清掃干凈后，再正式接入傳感器。由于忽視此項(xiàng)工作，掃線損壞傳感器屢見不鮮。

若流體含雜質(zhì)，則應(yīng)在傳感器上游側(cè)裝過濾器，對(duì)于不能停流的，應(yīng)并聯(lián)安裝兩套過濾器輪流清除雜質(zhì)，或選用自動(dòng)清洗型過濾器。若被測(cè)液體含有氣體，則應(yīng)在傳感器上游側(cè)裝消氣器。過濾器和消氣器的排污口和消氣口要通向安全的場(chǎng)所。

若傳感器安裝位置處于管線的低點(diǎn)，為防止流體中雜質(zhì)沉淀滯留，應(yīng)在其后的管線裝排放閥，定期排放沉淀雜質(zhì)。

被測(cè)流體若為易氣化的液體，為防止發(fā)生氣穴，影響測(cè)量精確度和使用期限，傳感器的出口端壓力應(yīng)高于公式5計(jì)算的zui低壓力Pmin

Pmin=2△p+1.25PvPa公式5

式中Pmin——zui低壓力，Pa；

△p——傳感器zui大流量時(shí)壓力損失，Pa；

Pv——被測(cè)液體zui高使用溫度時(shí)的壓力，pa。

流量調(diào)節(jié)閥應(yīng)裝在傳感器下游，上游側(cè)的截止閥測(cè)量時(shí)應(yīng)全開，且這些閥門都不得產(chǎn)生振動(dòng)和向外泄漏，對(duì)于可能產(chǎn)生逆向流的流程應(yīng)加止回閥以防止流體反向流動(dòng)。

傳感器應(yīng)與管道同心，密封墊圈不得凸入管路。液體傳感器不應(yīng)裝在水平管線的zui高點(diǎn)。以免管線內(nèi)聚集的氣體(如停流時(shí)混入空氣)停留在傳感器處，不易排出而影響測(cè)量。

傳感器前后管道應(yīng)支撐牢靠，不產(chǎn)生振動(dòng)，對(duì)易凝結(jié)流體要對(duì)傳感器及其前后管道采取保溫措施。

八、清水流量表接線方式

◆渦輪流量傳感器，變送器（LWGY型、LWGYA型）

1、基本型LWGY型：24VDC供電，脈沖輸出

“24V+”（紅色線）接DC24V正端；

“24V-”（黑色線）接DC24V負(fù)端；

“脈沖”（黃色線）接二次表脈沖輸入端。

2、變送輸出型LWGYA型：24VDC供電二線制4-20mA輸出

“24V+”（紅色線）接DC24V正端；

“24V-”（黑色線）接DC24V負(fù)端；

◆智能一體化渦輪流量計(jì)

1、LWGYB型：3.6V鋰電池供電，無接線端子

2、LWGYC型：24VDC供電二線制4-20mA輸出

“24V+”(紅色線)接DC24V正端；

“24V-”(黑色線)接DC24V負(fù)端；

◆智能分體渦輪流量計(jì)

1、LWGYD-1型：3.6V鋰電池供電

1-接傳感器的紅色線；

2-接傳感器的黃色線；

3-接傳感器的黑色線；

2、LWGYD-2型：24VDC供電二線制4-20mA輸出

1-接傳感器的紅色線；

2-接傳感器的黃色線；

3-接傳感器的黑色線；

23-接DC24V正端；

24-接DC24V負(fù)端。

3、LWGYD-3：24VDC供電三線制4-20mA輸出，RS485輸出，開關(guān)量定量控制

1-接傳感器的紅色線；

2-接傳感器的黃色線；

3-接傳感器的黑色線；

11-接RS485-A；

12-接RS485-B；

13、14-接*路開關(guān)量定量控制；

15、16-接第二路開關(guān)量定量控制；

23-接DC24V正端；

24-接DC24V負(fù)端。

4、LWGYD-3：220VAC供電4-20mA輸出，RS485輸出，開關(guān)量定量控制

1-接傳感器的紅色線；

2-接傳感器的黃色線；

3-接傳感器的黑色線；

11-接RS485-A；

12-接RS485-B；

13、14-接*路開關(guān)量定量控制；

15、16-接第二路開關(guān)量定量控制；

23-接AC220V L端；

24-接AC220V N端。