一、熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)工作原理
ST98型氣體質(zhì)量熱式流量計(jì)是一種用于空氣和氣體測量應(yīng)用的熱擴(kuò)散式質(zhì)量流量計(jì),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(kuò)散技術(shù)。熱擴(kuò)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(bǔ)償氣體溫度變化的溫度傳感器。當(dāng)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(yīng)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(jì)的流量變送器將RTD間的溫差轉(zhuǎn)換成一個(gè)刻度信號(hào)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、壓力無關(guān),無需溫度、壓力補(bǔ)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)探頭無移動(dòng)部件,對(duì)介質(zhì)中顆粒附著影響不敏感。
(4)能檢測微小流量,反應(yīng)靈敏,顯示無死區(qū)。
(5)沒有介質(zhì)壓力損失。
三、安裝
1.確認(rèn)流量元件的安裝位置
ST98型熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)要求流量元件上游至少留出20倍管徑(過程管線)的直管段;下游留出10倍管徑的直管段。
2.過程連接頭安裝
過程連接頭為316不銹鋼或同管道材質(zhì),成環(huán)柱狀。必須保證過程連接頭與工藝管線軸線所在平面平行,才能確保流量元件自過程連接頭插入過程管線后,過橫截面圓心且與橫截面平行。
3.流量元件的安裝
計(jì)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(biāo)出這一長度(自RTD端部開始計(jì)算)。將流量元件緊固件插入過程接頭,按ANSI B16.5力矩規(guī)格擰緊,并使用適量密封劑。在第一個(gè)標(biāo)記上標(biāo)出測量過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(diào)整其位置,使第二個(gè)標(biāo)記位于緊固件上平面,這樣就使流量元件超過管道中心線12.7mm;同時(shí),使流量箭頭的小平面與過程介質(zhì)流動(dòng)方向平行(±1°),并使箭頭指向過程介質(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
(1)接地與屏蔽
ST98型熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)用戶手冊(cè)設(shè)備說明以及接線圖均注明電源可用24V DC或220V AC,分別提供一種接線端子。出于安全考慮,ST98特別要求220V AC電源采用三線制,其中一根接地線必須連接到流量變送器接線端子排的接地終端。
因傳統(tǒng)(4~20)mA的I/O產(chǎn)品對(duì)變頻驅(qū)動(dòng)設(shè)備等產(chǎn)生的高頻噪聲干擾較為敏感,且現(xiàn)場的電氣高頻噪聲污染較為嚴(yán)重。避免儀表信號(hào)傳輸回路遭受干擾,對(duì)輸出信號(hào)電纜采用屏蔽電纜,且屏蔽層在靠近變送器一端接地,DCS機(jī)柜一端包裹保護(hù)起來(另外,控制系統(tǒng)機(jī)柜組的交流電源接地、直流電源接地、電纜屏蔽層接地和機(jī)柜接地在柜內(nèi)保持彼此分離,并且接地網(wǎng)與工廠防雷接地網(wǎng)等相對(duì)獨(dú)立)。
(2)SD警告
流量變送器包含靜電釋放(ESD)敏感裝置,在打開封裝或處理電子線路板裝置時(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(yuǎn)離設(shè)備。
四、安裝調(diào)試過程中應(yīng)注意的幾個(gè)問題
1.該儀表接線為四線制,(4~20)mA輸出回路不允許有供電電源。
2.確認(rèn)流量元件和電子線路部分的系列號(hào)一致,流量元件和電子部分是配套的,如果系列號(hào)不符,將導(dǎo)致讀數(shù)不精確,初次安裝應(yīng)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(jì)輸出數(shù)據(jù)和DCS操作站顯示的數(shù)據(jù)計(jì)量單位要統(tǒng)一。
6.應(yīng)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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