一 概述

  JF系列渦街流量計(jì)是一種采用壓電晶體作為檢測(cè)元件，輸出與流量成正比的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的流量?jī)x表。該儀表可以直接與DDZ-Ⅲ型儀表系統(tǒng)配套，也可以與計(jì)算機(jī)及集散系統(tǒng)配套使用，對(duì)不同介質(zhì)的流量參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。該儀表根據(jù)流體渦街的檢測(cè)原理，其檢測(cè)渦街的壓電晶體不與介質(zhì)接觸，儀表具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通用性好和穩(wěn)定性高的特點(diǎn).

  JFJ系列渦街流量計(jì)可用于各種氣體、液體和蒸汽的流量檢測(cè)及計(jì)量。

  JFJ 系列渦街流量計(jì)可以與本公司生產(chǎn)的智能流量積算儀配套使用,也可以和其它儀表廠商生產(chǎn)的智能儀表配套使用,具有通用性強(qiáng)的特點(diǎn)。

  二 工作原理

  渦街流量計(jì)的基本原理是卡門渦街原理,即“渦街旋渦分離頻率與流速成正比”。

  流量計(jì)流通本體直徑與儀表的公稱口徑基本相同。如圖一所示,流通本體內(nèi)插入有一個(gè)近似為等腰三角形的柱體,柱體的軸線與被測(cè)介質(zhì)流動(dòng)方向垂直,底面迎向流體。

  當(dāng)被測(cè)介質(zhì)流過(guò)柱體時(shí),在柱體兩側(cè)交替產(chǎn)生旋渦,旋渦不斷產(chǎn)生和分離,在柱體下游便形成了交錯(cuò)排列的兩列旋渦，即“渦街”。理論分析和實(shí)驗(yàn)已證明,旋渦分離的頻率與柱側(cè)介質(zhì)流速成正比。

  式中:

  f── 柱體側(cè)旋渦分離的頻率(Hz);

  V── 柱側(cè)流速(m/s);

  d── 柱體迎流面寬度(m);

  Sr ── 斯特勞哈爾數(shù)。是一個(gè)取決于柱體斷面形狀而與流體性質(zhì)和流速大小基本無(wú)關(guān)的常數(shù)。

圖一 圓管內(nèi)的渦街

  三 產(chǎn)品特點(diǎn)

  傳感器測(cè)量探頭采用特殊工藝封裝，耐高溫可達(dá)350℃

  敏感元件封狀在探頭體內(nèi)，檢測(cè)元件不接觸測(cè)量介質(zhì)，使用壽命長(zhǎng)

  傳感器采用補(bǔ)償設(shè)計(jì)，提高儀表抗震性

  結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)可動(dòng)件，耐用性高

  在規(guī)定雷諾數(shù)范圍內(nèi)，測(cè)量不受介質(zhì)溫度、壓力、粘度影響

  流量計(jì)可應(yīng)用于防爆場(chǎng)合，安全性好

  量程比寬，可達(dá)10:1 15:1

  通用性強(qiáng)，可測(cè)量不潔凈的氣體、液體

  四 技術(shù)參數(shù)

  環(huán)境溫度: (-40～55)℃ ;

  相對(duì)濕度: (5～90)% ;

  大氣壓力: (86—106)Kpa

  公稱通徑: (15～1500)mm(大于200mm為插入式結(jié)構(gòu));

  測(cè)量介質(zhì): 液體、氣體、蒸汽;

  公稱壓力: 1.6Mpa 2.5Mpa 4.0Mpa

  介質(zhì)溫度: (-40～+350)℃;

  精度等級(jí): 0.5級(jí),1.0級(jí)1.5級(jí),2.5級(jí);

  線性度: ≤±1.5%;

  重復(fù)性: ≤0.5%,≤1.0% ;

  輸出信號(hào): 電壓脈沖;

  (4～20)mA DC(兩線制);;

  供電電源: 電壓脈沖 12V DC或24V DC;

  電流型 24V DC

  智能電流型 24V DC

  智能電池型 3.6V DC

  負(fù)載電阻: 負(fù)載電阻不超過(guò)350Ω。

  本體材質(zhì): 304不銹鋼

  連接方式: (15～300)mm 法蘭卡裝式結(jié)構(gòu);

  (200～1500)mm 為插入式結(jié)構(gòu);

  保護(hù)等級(jí): IP65, IP67 ;

  電纜接口: PG10

  防爆類型: 本安型; 隔爆型

  防爆標(biāo)志: iaⅡCT6; dIIBT4

  五 工況流量范圍 (m3/h)

  六 流量計(jì)安裝結(jié)構(gòu)圖

  (一) 法蘭卡裝式流量計(jì)安裝結(jié)構(gòu)圖

圖二. 法蘭夾裝式結(jié)構(gòu)圖

  (二) 插入式流量計(jì)安裝結(jié)構(gòu)圖

圖三. 插入式結(jié)構(gòu)圖

圖四 流量計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸

  (三) 流量計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸

  (1) 卡裝式各種不同口徑流量計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸

  七 安裝及接線

  (一) 安裝

  (1) 安裝地點(diǎn)的選擇

  a. 環(huán)境溫度: 流量計(jì)的工作環(huán)境溫度不低于-40℃,不高于+55℃,如受到生產(chǎn)設(shè)備的熱幅射時(shí),應(yīng)采取隔熱和通風(fēng)措施。

  b. 環(huán)境空氣: 避免將流量計(jì)安裝在含腐蝕性氣體的環(huán)境中，如只能安裝在含腐蝕性氣體的環(huán)境中,則需提供充分的排風(fēng)措施。

  c. 機(jī)械振動(dòng)和沖擊: 流量計(jì)的結(jié)構(gòu)是堅(jiān)固的,不會(huì)因振動(dòng)而損傷,但振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生干擾信號(hào),若管道上的振動(dòng)和沖擊強(qiáng)烈,而介質(zhì)流速又低，則可能導(dǎo)致干擾信號(hào)大于流量信號(hào),造成示值誤差。因此,流量計(jì)應(yīng)當(dāng)盡可能安裝在振動(dòng)和沖擊小的場(chǎng)所,安裝位置在5～20Hz的振動(dòng)頻率下,要求振動(dòng)加速度不大于1g,否則應(yīng)采取減振措施。例如,在流量計(jì)安裝處振源來(lái)向的管道上加裝固定支撐,并安裝防振墊等措施。

  特別注意:在空壓機(jī)出口處振動(dòng)較強(qiáng),不能安裝流量計(jì),應(yīng)安裝在儲(chǔ)氣罐之后.

  d. 流量計(jì)安裝地點(diǎn)周圍應(yīng)有充裕的空間，安裝在高處的流量計(jì)應(yīng)盡量有工作平臺(tái),以便于安裝和維修。此外,為了維修檢查方便,附近應(yīng)有可供測(cè)量?jī)x器用的交流220V電源插座。

  e. 流量計(jì)安裝在室內(nèi),必須安裝在室外時(shí),應(yīng)有防曬和防潮措施.

  f. 流量計(jì)安裝地點(diǎn)應(yīng)遠(yuǎn)離大功率電機(jī),變頻器,大功率變壓器和無(wú)線電收發(fā)機(jī),否則,有可能造成儀表不能正常工作.

  (2) 對(duì)安裝管道的要求

  a. 流量計(jì)上游側(cè)和下游側(cè)必須要有足夠長(zhǎng)的同徑直管段。長(zhǎng)度應(yīng)符合下表的要求。

  ● 法蘭卡裝式(法蘭連接式)流量計(jì)直管段

  ● 插入式流量計(jì)直管段

  b. 在規(guī)定的直管段長(zhǎng)度內(nèi),管道入流段與出流段目測(cè)應(yīng)是平直的。為保證被測(cè)介質(zhì)滿管,流量計(jì)應(yīng)盡量避免安裝在調(diào)節(jié)閥、半開閘閥的下游。一般情況下不在擴(kuò)大管后安裝流量變送器。

  c. 流量計(jì)可垂直、水平或其它任何角度進(jìn)行安裝,將流量計(jì)安裝在垂直或傾斜管道上時(shí),

  流體流向應(yīng)是自下而上的。

  d. 需要在流量計(jì)附近裝設(shè)取壓或測(cè)溫點(diǎn)時(shí),取壓點(diǎn)應(yīng)在流量計(jì)后3D以外,測(cè)溫點(diǎn)應(yīng)在流量計(jì)5D以外。

  e. 為方便檢修流量計(jì),強(qiáng)烈建議安裝旁通管.在需清洗的管道上或所安裝流量計(jì)的管道不能斷流的情況下,就必須安裝旁通管道.

  (3) 渦街流量計(jì)的安裝

  在安裝時(shí)必須注意下列事項(xiàng):

  a. 被測(cè)介質(zhì)流向必須與流量計(jì)上的流向箭頭標(biāo)志一致。

  b. 安裝卡裝式流量計(jì)時(shí),可通過(guò)專用凹面法蘭的凹面保證管道和流量計(jì)流通本體同心。并注意密封墊不能深入管中.

  (4). 插入式渦街流量計(jì)安裝在管道上,需要在安裝處開一個(gè)φ87圓孔。

  在圓孔處焊上隨流量計(jì)提供的連接法蘭，要求開口法蘭短管必須垂直管道并且短管的軸線與管道中心線重合。如圖五所示。

  連接法蘭的短管上有加工的凸臺(tái)，凸臺(tái)和管道外壁對(duì)齊，然后進(jìn)行焊接。

圖五 插入式渦街流量計(jì)開口法蘭與管道的焊接

  a. 根據(jù)需要確定是否安裝球閥。在維修時(shí)裝拆流量計(jì)時(shí)允許中斷流量，則不需要裝球閥;如果不允許中斷流量，則需要裝球閥。球閥由我公司配套供應(yīng)，型號(hào)為：Q41F16(DN80)，若需要安裝球閥，訂貨時(shí)必須注明。

  b. 如果需要安裝球閥，先將球閥裝在開口法蘭上，然后打開球閥，再將插入式渦街流量計(jì)裝在球閥上，見圖三。如果不需要安裝球閥，則直接將插入式渦街流量計(jì)裝在開口法蘭上，安裝時(shí)請(qǐng)注意測(cè)速本體應(yīng)在管道中心處。

  (二) 接線

  說(shuō)明: a. 安裝流量計(jì)的管道及放大器殼體應(yīng)有良好的接地(接地電阻不大于10Ω。

  b. 流量計(jì)采用二線制接線，推薦采用AVPV2×0.5雙芯屏蔽線。

  (1) JFJ-Ⅰ型(脈沖輸出)接線圖

  (2) JFJ-Ⅱ型(電流輸出)

  (3) JFJ-Ⅲ型(智能型)接線 參見后面智能渦街流量計(jì)操作說(shuō)明

  八 流量計(jì)參數(shù)的整定

  1. 關(guān)于流量計(jì)的儀表常數(shù)

  流量計(jì)在出廠前已經(jīng)過(guò)調(diào)試和檢測(cè),每臺(tái)流量計(jì)的儀表常數(shù)K均已在銘牌和出廠合格證上注明，它的物理意義是在標(biāo)定狀態(tài)下(P=101.3kPa，t=20℃)每流過(guò)流量計(jì)1升體積流量，流量計(jì)輸出的脈沖個(gè)數(shù)，單位是1/L。由于測(cè)量介質(zhì)溫度變化,測(cè)量管道及旋渦發(fā)生體幾何尺寸發(fā)生變化(熱脹冷縮),需對(duì)流量?jī)x表常數(shù)進(jìn)行修正,修正系數(shù)KT的表達(dá)式為：

  式中:t──測(cè)量介質(zhì)的溫度,℃。

  2. 流量單位換算方法

  (1). 根據(jù)工藝設(shè)定的流量范圍計(jì)算出實(shí)際管道工作狀態(tài)下的體積流量：

  工藝設(shè)定的流量可以是質(zhì)量流量(kg/h)、工作狀態(tài)下的體積流量(m3/h)或標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的體積流量(N m3/h)，將質(zhì)量流量或標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的體積流量換算成工作狀態(tài)下的體積流量的方法如下：

  a. 將質(zhì)量流量的流量(量程上限)Gmax(kg/h)換算成工作狀態(tài)下的體積流量Qmax(m3/h)，計(jì)算公式為：

  式中: ρ ──儀表工作條件下介質(zhì)的密度(kg/m3)

  b. 將氣體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的流量(量程上限)Q0max(Nm3/h)換算成工作狀態(tài)下的體積流量Qmax(m3/h)，計(jì)算公式為：

  式中: P ──儀表工作條件下氣體的表壓(MPa);

  t ──儀表工作條件下氣體的溫度(℃)。

  (2). 根據(jù)工作狀態(tài)下的體積流量Qmax(m3/h)計(jì)算渦街的頻率fmax：

  式中: K ──儀表系數(shù)(1/L)，K值標(biāo)明在儀表銘牌上;

  ──溫度修正系數(shù)。

  九 流量計(jì)的信號(hào)檢測(cè)、調(diào)整和校驗(yàn)方法

  1. 靜態(tài)檢測(cè)

  測(cè)量靜態(tài)電流,在24V上串聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)電阻，用數(shù)字電壓表測(cè)量，或用現(xiàn)場(chǎng)指示表檢測(cè)。

  在無(wú)流量信號(hào)條件下，靜態(tài)電流為4mA，現(xiàn)場(chǎng)指示表在0%的位置。如有偏差，可調(diào)電位器W1，但調(diào)之前一定要用示波器或頻率計(jì)觀察,確定無(wú)頻率信號(hào)(方波)，保證頻率電流轉(zhuǎn)換器無(wú)輸入的條件下，調(diào)零才有意義。在系數(shù)板不接的條件下，可直接調(diào)W1，實(shí)現(xiàn)調(diào)零。

  2. 動(dòng)態(tài)檢測(cè)：

  動(dòng)態(tài)檢測(cè)是指變送器有信號(hào)輸入的條件下進(jìn)行檢測(cè)。

  輸入上限流量信號(hào)，TP4有1000Hz輸出頻率，此時(shí)頻率電流變換電路應(yīng)有滿量程輸出，變送器輸出電流應(yīng)為20mA DC，如有偏差，可調(diào)整量程電位器W2，使輸出為20mA DC。一般在使用中改變量程，只需計(jì)算KB值，在編碼開關(guān)上相應(yīng)調(diào)好KB值就可改變變送器流量量程，無(wú)需調(diào)W2電位器。

  3. 模擬檢測(cè)方法：

  在校驗(yàn)室進(jìn)行電路測(cè)試時(shí)，可用模擬檢測(cè)方法進(jìn)行。用頻率發(fā)生器信號(hào)代替探頭信號(hào)，頻率發(fā)生器的輸出外殼屏蔽端不接入端子，而應(yīng)接到(公共地)端，信號(hào)輸出端接到放大板輸入端子的任一端子即可。

  頻率發(fā)生器輸出信號(hào)頻率調(diào)整在變送器出廠合格證所定的頻率范圍內(nèi)，信號(hào)幅度在頻率高時(shí)稍為增大，一般可控制在1～2VPP值范圍內(nèi)，以能觸發(fā)放大電路有輸出反應(yīng)為準(zhǔn)。

  4. 阻尼調(diào)整：

  放大電路板上有兩個(gè)拔動(dòng)開關(guān)，分別用以調(diào)整電路輸出信號(hào)的阻尼時(shí)間，減小輸出信號(hào)的

  波動(dòng)。調(diào)整時(shí)可用小螺絲刀拔動(dòng)開關(guān)進(jìn)行。

  當(dāng)阻尼開關(guān)都處于OFF時(shí)，電路響應(yīng)時(shí)間為0.1s;

  當(dāng)阻尼開關(guān)“1”打向ON時(shí)，電路響應(yīng)時(shí)間約為1s;

  當(dāng)阻尼開關(guān)“2”打向ON時(shí)，電路響應(yīng)時(shí)間約為5s;

  當(dāng)阻尼開關(guān)“1”，“2”均打向ON時(shí)，電路響應(yīng)時(shí)間約為6s;

  如流量計(jì)輸出電流值變化較大，可通過(guò)選擇阻尼開關(guān)位置，將輸出電流穩(wěn)定下來(lái)。調(diào)整阻尼開關(guān)位置不影響流量計(jì)的零位和量程。

  5 靈敏度調(diào)整

  當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)震動(dòng)干擾過(guò)大，已經(jīng)影響正常的測(cè)量時(shí)，通過(guò)放大線路板上K1和K2進(jìn)行調(diào)整。

  K1是電路板放大倍數(shù)，K2是電路板靈敏度。由于采用量化的設(shè)計(jì)方法，通過(guò)撥動(dòng)開關(guān)的位置即可。一般情況下，K1不用調(diào)整，只調(diào)整K2就能解決，特殊情況下，K1、K2可以配合進(jìn)行調(diào)整。

  十 維護(hù)及故障排除

  1. 流量計(jì)顯示不正常時(shí)，應(yīng)檢查工藝狀況是否滿足儀表要求，工藝流量是否落在流量計(jì)所能測(cè)量的范圍內(nèi)，如不滿足該要求，流量計(jì)顯示會(huì)不正常的。

  2. 流量計(jì)所能檢測(cè)的介質(zhì)應(yīng)為單相流體，如有氣液兩相現(xiàn)象的介質(zhì)，流量計(jì)顯示將不正常。

  3. 流量計(jì)有故障時(shí)，應(yīng)正確區(qū)分是否顯示儀表，或其它二次儀表有故障。如流量計(jì)有輸出，而顯示儀表無(wú)顯示，這類故障應(yīng)在顯示儀表。

  4. 確認(rèn)故障來(lái)源于流量計(jì)，可按下表進(jìn)行排除處理。

  十一 訂貨須知

  用戶訂貨時(shí)請(qǐng)?zhí)峁┮韵聴l件,以便幫助正確選擇流量計(jì)的規(guī)格和系數(shù)。

  1. 管道尺寸:外徑×壁厚(mm);

  2. 測(cè)量介質(zhì)名稱，介質(zhì)密度〔kg/m3〕;

  1. 設(shè)定的流量即流量計(jì)的量程上限值〔kg/h,或m3/h〕;

  2. 工藝的超小流量〔kg/h,或m3/h〕;

  3. 工作壓力,(MPa);

  4. 工作溫度，(℃)

  5. 如配我公司智能流量積算儀,請(qǐng)一齊提供：壓力變化范圍，或壓力變送器型號(hào)、量程;

  溫度變化范圍，或溫度變送器型號(hào)、量程。

(操作部分)

  1、概述

  JFJ系列智能渦街流量計(jì)是我公司多年調(diào)研，在JFJ渦街流量傳感器的基礎(chǔ)上研制而成的又一種儀表，該儀表具有JFJ渦街流量傳感器的所有優(yōu)點(diǎn)，并增加了以下優(yōu)點(diǎn)：

  l 無(wú)外接線 — 無(wú)須外接電纜提供電源，安裝方便。

  l 低 功 耗 — 電池可使用一年以上。

  l 斷電保護(hù) — 斷電后保護(hù)數(shù)據(jù)時(shí)間大于40年。

  l 現(xiàn)場(chǎng)顯示 — 累積流量、瞬時(shí)流量、頻率等。

  l 線性函數(shù) — 有四段非線性修正可設(shè)置，可提。

  l 阻尼選擇 — 有0—16秒阻尼時(shí)間選擇，使儀表輸出更穩(wěn)定。

  l 自 診 斷 — 儀表出錯(cuò)、設(shè)定錯(cuò)誤等都可以被診斷并且顯示出來(lái)。

  l 通用性好 — 不同口徑線路板通用，在現(xiàn)場(chǎng)更換不需重新標(biāo)定。

  2、主要技術(shù)參數(shù)

  l 環(huán)境溫度 -15℃ ～ +60℃

  l 電源電壓 電流輸出： 24V ± 10% ;DC

  脈沖輸出： 12V ～ 24V ;DC

  電池供電： 三節(jié)5號(hào)堿性電池或一節(jié)3.6V鋰電池

  l 輸出信號(hào) 電流輸出：4～20mA DC，負(fù)載電阻0～500Ω

  脈沖輸出：低電平小于1V;高電平大于電源電壓的80%;

  l 防爆等級(jí) dⅡBT2～T4

  3、顯示

  儀表有兩種狀態(tài)：顯示狀態(tài)和設(shè)定狀態(tài)。在顯示狀態(tài)，通過(guò)按鍵可以顯示累積量、瞬時(shí)量和自檢結(jié)果。在設(shè)定狀態(tài)，可設(shè)定各種參數(shù)。這兩種狀態(tài)可通過(guò)按SET鍵大于3秒釋放后轉(zhuǎn)換。按鍵操作應(yīng)0.5秒以上，否則儀表無(wú)反應(yīng)。

  面板上有三個(gè)鍵：SET、SHIFT和INC。

  在顯示狀態(tài)下：

  按SHIFT鍵： 累積量→瞬時(shí)量→自檢結(jié)果→累積量

  按INC 鍵： 累積量←瞬時(shí)量←自檢結(jié)果←累積量

  按SET鍵不放8秒左右顯示OFF后儀表處于關(guān)機(jī)狀態(tài)。按任意鍵自動(dòng)開機(jī)。

  4、設(shè)定

  設(shè)定狀態(tài)下：

  SET 鍵為讀寫鍵，SHIFT 為光標(biāo)移位鍵，INC 為數(shù)字增加鍵(或小數(shù)點(diǎn)移位)。

  顯示說(shuō)明:(1)當(dāng)顯示的數(shù)字為“ 1”：表示數(shù)字1處于閃爍顯示狀態(tài)。

  (2)當(dāng)顯示的數(shù)字為“ 1”：表示數(shù)字1處于一直顯示狀態(tài)。

  按鍵說(shuō)明:(1)短按SET鍵：表示按SET鍵大于0.5秒但小于3秒。

  (2)長(zhǎng)按SET鍵：表示按SET鍵大于3秒后釋放。

  (3)按住SET鍵：表示按SET鍵不釋放。

  具體操作如下：

  注： 1、液體插入式渦街流量計(jì) DN = 01

  2、氣體插入式渦街流量計(jì) DN = 05

  3、高溫氣體插入式渦街流量計(jì) DN = 09

  4、修改參數(shù)不退出設(shè)定狀態(tài)，參數(shù)將不被執(zhí)行和保存。

  5、接線 

  1)、模擬電流輸出接線(OU = 00)

  2)、電壓脈沖輸出接線(OU = 01)

  3)、無(wú)源智能渦街流量計(jì)無(wú)須外接電線(OU = 02 ~ 07)。

  內(nèi)部接電池組(一節(jié)3.6V鋰電池或三節(jié)5號(hào)堿性電池)

  OU數(shù)值越大電池使用壽命越長(zhǎng);

  6、錯(cuò)誤代碼

  正常情況下自檢結(jié)果顯示：GOOD

  在出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)在自檢結(jié)果如下：

  7、安裝

  詳見JFJ渦街流量計(jì)說(shuō)明書。當(dāng)儀表垂直安裝時(shí)，可將表頭內(nèi)的顯示板旋轉(zhuǎn)90度(四顆螺絲固定)，以方便讀數(shù)和操作。