一、熱式氣體質(zhì)量流量計工作原理
ST98型氣體質(zhì)量熱式流量計是一種用于空氣和氣體測量應用的熱擴散式質(zhì)量流量計,它由一個(gè)流量元件、一個(gè)流量變送器和一個(gè)封裝組成。ST98的流量元件采用的是熱擴散技術(shù)。熱擴散技術(shù)是一種在苛刻條件下性能優(yōu)良、可靠性高的技術(shù),其典型傳感元件包括兩個(gè)電阻式溫度探測器(RTD),一個(gè)是速度傳感器,一個(gè)是自動(dòng)補償氣體溫度變化的溫度傳感器。當這兩個(gè)RTD被置于介質(zhì)中時(shí),其中速度傳感器被加熱到環(huán)境溫度以上的一個(gè)恒定溫差的溫度,另一個(gè)溫度傳感器用于感應介質(zhì)溫度。流體流動(dòng)將被加熱的RTD上的熱量帶走,造成兩個(gè)RTD間的溫度差成比例變化,流量計的流量變送器將RTD間的溫差轉換成一個(gè)刻度信號和一個(gè)可選擇的顯示值。
二、技術(shù)特點(diǎn)
(1)直接氣體質(zhì)量流量檢測與溫度、壓力無(wú)關(guān),無(wú)需溫度、壓力補償。
(2)流速范圍在(0.5~60)m/s之間,特別適用于大管徑的工況。
(3)探頭無(wú)移動(dòng)部件,對介質(zhì)中顆粒附著(zhù)影響不敏感。
(4)能檢測微小流量,反應靈敏,顯示無(wú)死區。
(5)沒(méi)有介質(zhì)壓力損失。
三、安裝
1.確認流量元件的安裝位置
ST98型熱式氣體質(zhì)量流量計要求流量元件上游至少留出20倍管徑(過(guò)程管線(xiàn))的直管段;下游留出10倍管徑的直管段。
2.過(guò)程連接頭安裝
過(guò)程連接頭為316不銹鋼或同管道材質(zhì),成環(huán)柱狀。必須保證過(guò)程連接頭與工藝管線(xiàn)軸線(xiàn)所在平面平行,才能確保流量元件自過(guò)程連接頭插入過(guò)程管線(xiàn)后,過(guò)橫截面圓心且與橫截面平行。
3.流量元件的安裝
計算出管道外徑的1/2,加上12.7mm(0.5英寸),在流量元件探桿上標出這一長(cháng)度(自RTD端部開(kāi)始計算)。將流量元件緊固件插入過(guò)程接頭,按ANSI B16.5力矩規格擰緊,并使用適量密封劑。在第一個(gè)標記上標出測量過(guò)程接頭和擰緊的緊固件整體高出管道的尺寸。插入流量元件,調整其位置,使第二個(gè)標記位于緊固件上平面,這樣就使流量元件超過(guò)管道中心線(xiàn)12.7mm;同時(shí),使流量箭頭的小平面與過(guò)程介質(zhì)流動(dòng)方向平行(±1°),并使箭頭指向過(guò)程介質(zhì)的流動(dòng)方向。用扳手卡住緊固件,將緊固件螺栓擰緊后再擰11/4圈,這樣,流量元件就密封固定安裝到位了。
4.接線(xiàn)
(1)接地與屏蔽
ST98型熱式氣體質(zhì)量流量計用戶(hù)手冊設備說(shuō)明以及接線(xiàn)圖均注明電源可用24V DC或220V AC,分別提供一種接線(xiàn)端子。出于安全考慮,ST98特別要求220V AC電源采用三線(xiàn)制,其中一根接地線(xiàn)必須連接到流量變送器接線(xiàn)端子排的接地終端。
因傳統(4~20)mA的I/O產(chǎn)品對變頻驅動(dòng)設備等產(chǎn)生的高頻噪聲干擾較為敏感,且現場(chǎng)的電氣高頻噪聲污染較為嚴重。避免儀表信號傳輸回路遭受干擾,對輸出信號電纜采用屏蔽電纜,且屏蔽層在靠近變送器一端接地,DCS機柜一端包裹保護起來(lái)(另外,控制系統機柜組的交流電源接地、直流電源接地、電纜屏蔽層接地和機柜接地在柜內保持彼此分離,并且接地網(wǎng)與工廠(chǎng)防雷接地網(wǎng)等相對獨立)。
(2)SD警告
流量變送器包含靜電釋放(ESD)敏感裝置,在打開(kāi)封裝或處理電子線(xiàn)路板裝置時(shí),需要了解ESD警告:使用帶有接地的兆歐電阻器、腕帶或膝帶,使產(chǎn)生高靜電的物品(如非ESD允許的塑料、膠帶和包裝塑料等)遠離設備。
四、安裝調試過(guò)程中應注意的幾個(gè)問(wèn)題
1.該儀表接線(xiàn)為四線(xiàn)制,(4~20)mA輸出回路不允許有供電電源。
2.確認流量元件和電子線(xiàn)路部分的系列號一致,流量元件和電子部分是配套的,如果系列號不符,將導致讀數不精確,初次安裝應特別注意。
3.避免將傳感器安裝在振動(dòng)的管道上。
4.注意傳感器的溫度適用范圍,避免傳感器超溫工作。
5.流量計輸出數據和DCS操作站顯示的數據計量單位要統一。
6.應用于可能含有水分的介質(zhì)(如煤氣)中時(shí),建議傳感器采用斜向上45°的安裝方式。
作者單位【河北省石家莊化工化纖有限公司】
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