PRZEPŁYWOMIERZ WIROWY (Vortex) Model INLINE_VA40

Transkrypt

1 Zastosowanie PRZEPŁYWOMIERZ WIROWY (Vortex) Model INLINE_VA40 Specjalistyczny przepływomierz INLINE_VA40 jest przeznaczony do pomiaru przepływu gazów jednofazowych takich jak: powietrze, mieszaniny gazów z powietrzem, tlenem lub azotem jako głównym składnikiem oraz metanu, gazu ziemnego, gazów technicznych, emisyjnych, biogazu oraz pary nasyconej. Jego atutem jest mało inwazyjna zabudowa wpustowa w rurociągach czy przewodach kominowych, których wymiary geometryczne nie stanowią istotnych ograniczeń. Przyrząd bez części ruchomych, o doskonałych parametrach metrologicznych (dokładność, powtarzalność, stabilność), minimalnych stratach ciśnienia i samoczyszczącej konstrukcji mechanicznej, bez efektów bezwładnościowych, odporny na korozję oraz na przeciążenia. Przepływomierz INLINE_VA40 znalazł już zastosowanie w stacjach uzdatniania wody i oczyszczalniach ścieków, w układach dystrybucji gazów oraz wentylacyjnych, przy wytwarzaniu energii elektrycznej, produkcji papieru i płyt wiórowych, produkcji cementu, utylizacji odpadów i innych. Przepływomierz INLINE_VA40 umożliwia opomiarowanie w szczególnie trudnych aplikacjach jak np. pomiar biogazu (wykonanie EEx), gdzie popularne dotychczas czujniki termiczne nie są zalecane z uwagi na dużą zależność od zmian wilgotności gazu (wywołującą zmiany temperatury na czujniku bez zmiany prędkości przepływu) oraz zmian jego składu / gęstości (różne współczynniki tarcia to różne punkty pracy termicznej, a skalowanie dotyczy jednej wartości gęstości). Przyrząd mierzy również poprawnie przepływ gazów wilgotnych (bez długotrwałej kondensacji) a także mediów ze skłonnością do formowania osadów (na zdjęciu pokazano przykładowo działający czujnik z osadem soli zainstalowany w otworze wiertniczym). W porównaniu do czujników turbinowych dopuszczalna jest znacząca zawartość ciał stałych oraz włókien. Przepływomierz INLINE_VA40 budowa Sonda wpustowa Czujnik wirowy (Vortex) Przetwornik elektroniczny Zasada działania oparta jest na opisanym przez Karmana zjawisku generowania ścieżki wirowej tworzącej się za przeszkodą, do której dociera płynące medium. Częstotliwość odrywania wirów jest miarą prędkości przepływu strugi. Detekcję zrealizowano unikatowo metodą skanowania ścieżki Karmana ultradźwiękami, dzięki czemu uzyskano wyjątkowo szeroki zakres pomiarowy od 0.5 do 80 m/s (max), a wyniki pomiarów są niezależne od gęstości, ciśnienia i temperatury medium. Dodatkowo (opcjonalnie) możliwe jest rozpoznawanie kierunku przepływu lub pomiar temperatury. Konstrukcja Podstawową wersją przepływomierza jest model kompaktowy INLINE_VA40_ZG7_CV80 z sondą wpustową wyposażoną w tuleję zaciskową, która umożliwia instalację w rurociągu. Na jednym z końców sondy umieszczony jest czujnik wirowy (Vortex), na drugim przetwornik elektroniczny CV80 z wyświetlaczem (opcja). Dostępne są sondy o dwóch standardowych długościach: 500 mm oraz 1000 mm. Standardowy zakres temperatury pracy: -20 o C do +80 o C, a w wykonaniu specjalnym do ponad 200 o C. ALFINE P.E.P. ul. Poznańska 30-32, Tarnowo Podgórne Strona 1 z 10

2 Kierunek przepływu Czujnik wirowy (Vortex) Sonda wpustowa VA40_ZG7 Uwaga: Otwór instalacyjny dla sondy musi mieć średnicę większą niż Φ = 40 mm. Wynika to ze średnicy koła opisanego na przekroju czujnika (poprzecznym do osi sondy, jak pokazano na rys.) Przetwornik elektroniczny kompaktowy CV80 Połączenia elektryczne Uwaga: Sygnały wyjściowe są izolowane od zasilania. - Zasilanie (0V) + Zasilanie 24 V DC Masa sygnałów WY Wyjście impulsowe Wyjście prądowe Rx Interfejs do programowania z PC Tx Interfejs do programowania z PC ALFINE P.E.P. ul. Poznańska 30-32, Tarnowo Podgórne Strona 2 z 10

3 Zalecenia instalacyjne odnośnie sposobu instalacji sondy w rurociągu Sonda wpustowa przepływomierza jest wyposażona w tuleję zaciskową osadzoną na jej ramieniu. Sonda przystosowana jest do połączenia z mufą na rurociągu lub z zaworem z gwintem wewnętrznym G 1 ½. Wymagana średnica otworu instalacyjnego w rurociągu (i w zaworze) wynosi min. 40 mm. Czujnik sondy powinien być osadzony w centralnej części rurociągu. Na rurociągu poziomym zaleca się montaż pionowy (jak na rysunku obok). Jeśli w medium gazowym występuje wilgoć (ale bez długotrwałej kondensacji), sondę należy zainstalować poziomo (w bocznej części rurociągu), tak by uniemożliwić uderzanie kropel kondensatu o czujnik. UWAGI: Standardowa długość sondy wynosi 500 mm lub 1000 mm. W wykonaniach specjalnych możliwe jest wsuwanie sondy do rurociągu na głębokość do ok. 1.5 m. Montażu należy dokonywać jedynie w układzie BEZ ciśnienia w rurociągu. Maksymalne dopuszczalne ciśnienie gazu wynosi 3 bar powyżej atmosferycznego. Sondę należy zainstalować w miejscu wolnym od wibracji i wpływu zakłóceń elektromagnetycznych. Zawory kulowe 1 ½ w zależności od producenta mają wymiar wewnętrzny od ok. 38 mm do > 40 mm! Elementy armatury montażowej sondy w rurociągu nie mogą zakłócać profilu przepływu. Przepływomierz INLINE_VA40 może być także przenoszony, służąc jako kontrolne narzędzie w wielu punktach pomiarowych uzbrojonych w zawory. odnośnie kierunku przepływu Sondę należy zainstalować tak, aby kierunek przepływu był zgodny z kierunkiem wskazanym strzałkami (ustawienie nominalne pokazano na rysunku obok). Znaczne odchylenie od położenia nominalnego może oddziaływać na wynik pomiaru (patrz rysunki poniżej). skręt nachylenie Przy montażu sondy zaleca się zastosowanie nastawialnej "wskazówki kierunku", która ułatwia właściwe ustawienie czujnika sondy, zgodnie z kierunkiem przepływu. ALFINE P.E.P. ul. Poznańska 30-32, Tarnowo Podgórne Strona 3 z 10

4 odnośnie profilu przepływu / stref prostego napływu i wypływu Należy zapewnić przepływ bezwirowy. Należy zapewnić odpowiednie ukształtowanie profilu przepływu poprzez zapewnienie odcinka prostego napływu (typowo) >20 x Di oraz odcinka prostego wypływu (typowo) >10 x Di (Di średnica wewnętrzna rurociągu). Wymagania dla innych przypadków pokazano na rysunku poniżej. Di PF W celu wyznaczenia wartości średniej prędkości v m strugi w przekroju pomiarowym, zmierzoną wartość prędkości v p w punkcie centralnym należy poddać konwersji według zależności: V m = v p PF, gdzie PF to tzw. współczynnik profilu. Jako podstawę do obliczeń przyjmuje się wartości współczynników PF podane w tablicy obok. Przetwornik elektroniczny realizuje powyższą konwersję w oparciu o zaprogramowaną wartość współczynnika PF ALFINE P.E.P. ul. Poznańska 30-32, Tarnowo Podgórne Strona 4 z 10

5 Parametry techniczne przepływomierza INLINE_VA40 Sonda wpustowa VA40_ZG7 zintegrowana z przetwornikiem CV80 wykonanie kompaktowe Typ sondy / Średnica VA40_ZG7 Sonda wpustowa z czujnikiem wirowym (Vortex) i przetwornikiem kompaktowym. Sonda do instalacji w rurociągu poprzez otwór o średnicy > 40 mm; średnica korpusu sondy = 21.3 mm Długość sondy (rys. str. 2) 500 mm lub 1000 mm 1 ) Rodzaj medium Powietrze / gazy / para nasycona Materiały w kontakcie z medium Sonda: stal SSt , czujnik: stal SSt ) tuleja zaciskowa SSt ; ceramika; uszczelki VITON; czujnik nie posiada elementów z silikonu Zakres pomiarowy Błąd pomiaru Powtarzalność Dopuszczalna temperatura medium Maksymalne ciśnienie pracy m/s 3 ) < 1% wartości mierzonej m/s ± 0.2% wartości wskazanej % zakresu Standard: -20 o C do +100 o C (praca ciągła) Opcja: -20 o C do +180 o C (praca ciągła) Temperatura otoczenia: -40 o C do +80 o C -5 o C do +50 o C (z wyświetlaczem LCD) Do 3 bar (g) (nadciśnienie) Stopień ochrony sondy / czujnika IP 68 Puszka przyłączeniowa AS80: - wymiary - przyłącze elektryczne - połączenia elektryczne - stopień ochrony Zawiera kompletny przetwornik CV80 80 x 80 x 60 mm (L x W x H) 4 ) GO 070 standard HIRSCHMANN, z przykręcanymi końcówkami przewodów pokazane na str. 2 IP 65 Przyłącze procesowe: Sonda wpustowa z czujnikiem wirowym, głębokość zanurzenia regulowana, pozycjonowanie przy użyciu tulei zaciskowej. Instalacja na rurociągu poprzez mufę lub zawór kulowy z gwintem wewnętrznym G 1 ½. Zawór kulowy może być zamknięty dopiero po wysunięciu sondy. - gwint nakrętki tulei zaciskowej Zewnętrzny G 1 ½, gwintowanie na długości ok. 22 mm (opcja: gwint zewnętrzny NPT 1 ½ ) - długość instalacyjna tulei ok. 53 mm - materiał Stal nierdzewna - uszczelnienia VITON, uszczelnienie tulei zaciskowej: PTFE Sonda wpustowa VA40_ZG4, do współpracy z przetwornikami CV102 lub CV16 (opcja CV16_Ex) wykonanie rozdzielne z kablem sygnałowym (parametry bazowe jak dla sondy VA40_ZG7) 1 ) W wykonaniu specjalnym sondy VA40_ZG4 dostępne są inne długości. 2 ) W wykonaniu specjalnym sondy VA40_ZG4 dostępne są inne materiały. 3 ) W wykonaniu specjalnym sondy VA40_ZG4 dostępny jest szerszy zakres pomiarowy. 4 ) Sonda VA40_ZG4 zakończona jest puszką zaciskową (AS102), która zawiera blok sterowania czujnikiem i standaryzacji sygnałów. Wymiary puszki AS102: 150 x 100 x 80 mm (L x W x H). ALFINE P.E.P. ul. Poznańska 30-32, Tarnowo Podgórne Strona 5 z 10

6 Przetwornik elektroniczny CV80 do współpracy z sondą VA40_ZG7 Wersja kompaktowa Przetwornik zintegrowany z sondą Parametry mierzone Wyjście analogowe / obciążenie Wyjście cyfrowe: alarmowe impulsowe Interfejs PC Autodiagnoza Przyłącze elektryczne Zasilanie Pobór mocy Zakres pracy temperatury Obudowa Wyświetlacz (opcja) Kompatybilność elektromagnetyczna Parametry programowalne z PC Przepływ rzeczywisty objętościowy Q v Przepływ normalny objętościowy Q N dla zadanych wartości ciśnienia i temperatury 4 20 ma / max. 400 Ohm Transoptor (open colector) / max. 50 ma / max. 27 V dc Wartość alarmowa (opcja 1, programowalna softarowo z PC) przekroczenie zadanej wartości granicznej, np. zadanej prędkości przepływu Wyjście impulsowe (opcja 2, programowalna softwarowo z PC) np. 1 impuls na 1, 10 lub 100 m 3, max. częstotliwość powtarzania 1 Hz na jednostkę przepływu objętościowego, czas trwania impulsu 0.5 s RS232 Sygnały wyjściowe są izolowane elektrycznie od źródła zasilania. Nastawy parametrów, połączenie z czujnikiem; w przypadku błędu sygnał na wyjściu analogowym przyjmuje wartość 3.6 ma GO 070 standard HIRSCHMANN, z przykręcanymi końcówkami przewodów średnica kabla przyłączeniowego: 4 10 mm przekrój przewodów mm 2 24 V DC (20 27 V DC) < 3 W o C (wersja bez wyświetlacza) Przetwornik w obudowie puszki zaciskowej sondy, Model AS80 Wyświetlacz 2 x 16 cyfr / 5.5 mm (opcja) EN :2001 Wyjście analogowe, stała czasowa, współczynnik profilu, średnica wewnętrzna rurociągu, wartość progowa lub Alarm, stała impulsu, przełączanie: przepływ rzeczywisty / normalny (odniesiony do warunków normalnych) z ustawianiem parametrów ciśnienie pracy i temperatura pracy Wymienione parametry programowalne mogą być modyfikowane przy użyciu PC z oprogramowaniem firmowym. Opcje / Akcesoria: Wyświetlacz LCD / Protokół kalibracji / Oprogramowanie konfiguracyjne na PC serwisowe / Adapter do programowania, z zasilaczem ALFINE P.E.P. ul. Poznańska 30-32, Tarnowo Podgórne Strona 6 z 10

7 Przetwornik elektroniczny CV102 do współpracy z sondą VA40_ZG4 Wersja rozdzielna do montażu naściennego Parametry mierzone Współpraca z sondą VA40_ZG4 Wyjście analogowe prędkość przepływu lub przepływ objętościowy Wyjście cyfrowe: alarmowe impulsowe Interfejs PC Autodiagnoza (bieżąca kontrola poprawności działania) Zasilanie (opcje) Przepływ rzeczywisty objętościowy Q v Przepływ normalny objętościowy Q N dla zadanych wartości ciśnienia i temperatury Zasilanie sondy przepływu napięciem stałym Wejście cyfrowe impulsowe z układu standaryzacji sygnałów w sondzie 4 20 ma (= 0 x m/s (lub m 3 /h) / max. 400 Ohm opcja: 0 10 V (= 0 x m/s (lub m 3 /h) / 1 kohm Przekaźnik (styk bezpotencjałowy, NO) max. 300 ma / 27 V DC Wartość alarmowa (opcja 1, programowalna softarowo z PC) przekroczenie zadanej wartości granicznej, np. zadanej prędkości przepływu Wyjście impulsowe (opcja 2, programowalna softwarowo z PC) np. 1 impuls na 1, 10 lub 100 m 3, max. częstotliwość powtarzania 1 Hz na jednostkę przepływu objętościowego, czas trwania impulsu 0.5 s RS232 (do zmiany danych kalibracyjnych i nastaw parametrów; połączenie z PC przy użyciu złącza RJ22, dostęp po otwarciu płyty czołowej przetwornika Sygnały wyjściowe są izolowane elektrycznie od źródła zasilania. Sygnalizacja błędów: na wyjściu analogowym 4 20 ma: < 3.6 ma na wyjściu napięciowym 0 10 V: < -0.2 V dioda LED świeci na żółto Zasilanie poprawne: dioda LED świeci na zielono Sygnalizacja sygnału z sondy pomiarowej (przepływ > 0 m/s): dioda LED migocze na zielono. 230 V AC / 50 Hz / < 10 VA 24 V DC (20 27 V DC) / < 5W 12 V DC (10 17 V DC) / < 5 W Obudowa / Wyświetlacz Przetwornik w obudowie z aluminium, do montażu naściennego, wymiary: 150 / 100 / 80 mm, przepusty dla kabli ekranowanych o średnicy 5 10 mm Wyświetlacz 2 x 16 cyfr / 5.5 mm Zaciski push in, przewody o przekroju mm 2 Stopień ochrony IP 65 Temperatura otoczenia: przetwornik bez wyświetlacza: o C przetwornik z wyświetlaczem: o C ALFINE P.E.P. ul. Poznańska 30-32, Tarnowo Podgórne Strona 7 z 10

8 Parametry programowalne z PC Wyjście analogowe, stała czasowa, współczynnik profilu, średnica wewnętrzna rurociągu, linearyzacja charakterystyki, wartość alarmowa lub stała impulsu, wybór wartości wskazanej: przepływ rzeczywisty / przepływ normalny (odniesiony do warunków normalnych) z ustawianiem parametrów ciśnienie pracy i temperatura pracy Parametry programowalne mogą być modyfikowane przy użyciu PC z oprogramowaniem firmowym. Sonda VA40_ZG4 Przetwornik elektroniczny CV102 w obudowie hermetyzowanej do montażu naściennego lub na płycie montażowej Połączenia elektryczne Puszka AS102 Listwa w przetworniku CV102 Kabel sygnałowy podwójnie ekranowany LiYCY-CY, min. 3 x 0.5 mm 2, max. długość 200 m. Listwa w puszce AS102 sondy VA40_ZG4 Opcje / Akcesoria: Wyświetlacz LCD Protokół kalibracji Oprogramowanie konfiguracyjne na PC serwisowe Adapter do programowania, z zasilaczem ALFINE P.E.P. ul. Poznańska 30-32, Tarnowo Podgórne Strona 8 z 10

9 Przetwornik elektroniczny CV16 do współpracy z sondą VA40_ZG4 Wersja rozdzielna do montażu na szynie DIN Parametry mierzone Współpraca z sondą VA40_ZG4 Wyjście analogowe prędkość przepływu lub przepływ objętościowy Wyjście cyfrowe: alarmowe impulsowe Interfejs PC Autodiagnoza (bieżąca kontrola poprawności działania) Zasilanie (opcje) Przepływ rzeczywisty objętościowy Q v Przepływ normalny objętościowy Q N dla zadanych wartości ciśnienia i temperatury Zasilanie sondy przepływu napięciem stałym Wejście cyfrowe impulsowe z układu standaryzacji sygnałów w sondzie 4 20 ma (= 0 x m/s (lub m 3 /h) / max. 400 Ohm opcja: 0 10 V (= 0 x m/s (lub m 3 /h) / 1 kohm Przekaźnik (styk bezpotencjałowy, NO lub NC do wyboru) max. 300 ma / 27 V DC Wartość alarmowa (opcja 1, programowalna softarowo z PC) przekroczenie zadanej wartości granicznej, np. zadanej prędkości przepływu Wyjście impulsowe (opcja 2, programowalna softwarowo z PC) np. 1 impuls na 1, 10 lub 100 m 3, max. częstotliwość powtarzania 1 Hz na jednostkę przepływu objętościowego, czas trwania impulsu 0.5 s RS232 (do zmiany danych kalibracyjnych i nastaw parametrów; połączenie z PC przy użyciu złącza RJ22, dostęp po otwarciu płyty czołowej przetwornika Sygnały wyjściowe są izolowane elektrycznie od źródła zasilania. Sygnalizacja błędów: na wyjściu analogowym 4 20 ma: < 3.6 ma na wyjściu napięciowym 0 10 V: < -0.2 V dioda LED świeci na żółto Zasilanie poprawne: dioda LED świeci na zielono Sygnalizacja sygnału z sondy pomiarowej (przepływ > 0 m/s): dioda LED migocze na zielono. 230 V AC / 50 Hz / < 10 VA 24 V DC (20 27 V DC) / < 5W 12 V DC (10 17 V DC) / < 5 W Obudowa Przetwornik w obudowie z materiału Macrolon, do montażu na szynie DIN 35 mm lub do przykręcenia na płycie montażowej, wymiary: 55 / 75 / 110 mm Złącza do przykręcenia przewodów o przekroju mm 2 Stopień ochrony IP 20 Opcja: wykonanie EEx, z barierą ochronną Temperatura otoczenia: o C ALFINE P.E.P. ul. Poznańska 30-32, Tarnowo Podgórne Strona 9 z 10

10 Parametry programowalne z PC Wyjście analogowe, stała czasowa, współczynnik profilu, średnica wewnętrzna rurociągu, linearyzacja charakterystyki, wartość alarmowa lub stała impulsu, wybór wartości wskazanej: przepływ rzeczywisty / przepływ normalny (odniesiony do warunków normalnych) z ustawianiem parametrów ciśnienie pracy i temperatura pracy Wymienione parametry programowalne mogą być modyfikowane przy użyciu PC z oprogramowaniem firmowym. Przetwornik elektroniczny CV16 do montażu na szynie lub płycie montażowej Połączenia elektryczne Uwaga: Przetwornik jest przystosowany do współpracy z barierą izolacyjną w instalacjach Ex. Do współpracy z sondą VA40_ZG4 Opcje / Akcesoria: Protokół kalibracji Oprogramowanie konfiguracyjne na PC serwisowe Adapter do programowania, z zasilaczem. ALFINE P.E.P. ul. Poznańska 30-32, Tarnowo Podgórne Strona 10 z 10