防爆氣體渦街流量計是一種用于測量氣體流量的儀表,具有以下技術特性:
一、防爆性能
1.防爆原理
氣體渦街流量計采用特殊的防爆設計,其防爆原理主要是通過限制設備內(nèi)部能量釋放,防止產(chǎn)生足以引起爆炸的火花或高溫。例如,在可能產(chǎn)生爆炸性混合物的環(huán)境中,采用隔爆外殼將可能產(chǎn)生火花的電氣部件與外界易燃易爆氣體隔離開來。當內(nèi)部發(fā)生故障產(chǎn)生火花時,隔爆外殼能夠承受內(nèi)部爆炸產(chǎn)生的壓力,并且通過特殊的接合面結構,阻止火焰?zhèn)鞑サ酵獠凯h(huán)境。
對于本質安全型防爆(本安型)的渦街流量計,它會限制電路中的電流和電壓,使其在正常工作和故障狀態(tài)下產(chǎn)生的電火花能量不足以點燃周圍爆炸性混合物。
2.防爆等級
常見的防爆等級有Ex d(隔爆型)、Ex ia(本質安全型)等。Ex d隔爆型適用于工廠等有爆炸性氣體混合物的場所,其外殼能夠承受內(nèi)部爆炸性氣體混合物的爆炸壓力,并通過法蘭或螺紋等連接方式與管道相連,確保爆炸不會傳遞到管道系統(tǒng)外。Ex ia本質安全型則更側重于從電路設計上保證安全性,常用于對安全要求高的場合,如化工生產(chǎn)過程中的易燃易爆氣體流量監(jiān)測。
1.渦街測量原理
基于卡門渦街原理,當氣體流經(jīng)流量計內(nèi)的旋渦發(fā)生體時,在其后部會交替產(chǎn)生兩列方向相反的旋渦。這些旋渦的頻率與氣體的流量成正比。流量計通過檢測旋渦的頻率來計算氣體的流量。例如,當氣體流速增加時,旋渦產(chǎn)生的頻率也會相應增加。
這種測量原理使得渦街流量計能夠在較寬的流量范圍內(nèi)保持較好的線性關系,一般量程比可達10:1 - 20:1,能夠適應不同工況下的流量測量需求。
2.精度特點
氣體渦街流量計具有較高的測量精度,一般精度可以達到±1% - ±0.5%。其精度受多種因素影響,包括旋渦發(fā)生體的形狀和尺寸、傳感器的靈敏度以及信號處理電路的性能等。
為了提高精度,現(xiàn)代渦街流量計采用了先進的傳感器技術和信號處理算法。例如,采用壓電式傳感器可以高精度地檢測旋渦產(chǎn)生的振動信號,并且通過數(shù)字信號處理技術可以有效地濾除噪聲干擾,從而提高測量精度。
三、防爆氣體渦街流量計適用介質與工作范圍
1.適用介質
主要用于測量各種氣體介質,如空氣、氮氣、氫氣、天然氣等。對于不同的氣體介質,需要根據(jù)其物理性質(如密度、粘度等)對流量計進行適當?shù)男屎驼{(diào)整。例如,天然氣的主要成分是甲烷,其密度和粘度與空氣不同,在測量天然氣流量時,需要考慮這些因素對測量結果的影響。
還可以用于測量一些含有少量雜質的氣體混合物,但需要注意雜質可能會對流量計的性能產(chǎn)生影響,如堵塞旋渦發(fā)生體或影響傳感器的正常工作等。
2.工作溫度和壓力范圍
工作溫度范圍通常較寬,一般可以滿足 - 40℃ - 300℃左右的工作條件。在不同的溫度下,氣體的物理性質會發(fā)生變化,如密度和粘度會改變,因此流量計需要進行溫度補償,以確保測量精度。
工作壓力范圍也比較大,一般能夠承受從幾kPa到幾MPa的壓力。不過,在選擇流量計時,需要根據(jù)實際的管道壓力來選擇合適的壓力等級,以保證流量計的安全和正常運行。
四、信號輸出與傳輸
1.信號輸出類型
通常可以輸出多種信號,如頻率信號、模擬量信號(如4 - 20mA電流信號)等。頻率信號可以直接反映旋渦產(chǎn)生的頻率,與流量成正比,便于遠距離傳輸和數(shù)字化處理。4 - 20mA電流信號是一種標準的模擬量信號,能夠與大多數(shù)工業(yè)控制系統(tǒng)兼容,方便實現(xiàn)對流量的監(jiān)控和控制。
2.傳輸方式
可以通過有線方式(如電纜)將信號傳輸?shù)娇刂剖一驍?shù)據(jù)采集系統(tǒng)。在一些特殊環(huán)境下,也可以采用無線傳輸方式,如采用藍牙、ZigBee等無線通信技術,將流量計的信號傳輸?shù)揭苿釉O備或遠程監(jiān)控中心,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測和遠程控制。
