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出眾的潮濕或者含水分氣體流量測量傳感器技術

時間:2019-10-31 發布者: 瀏覽次數:148次

出眾的潮濕或者含水分氣體流量測量傳感器技術

FCI ST80系列熱式質量流量計在濕氣或露天煙囪/防雨裝置中應用的注意事項和解決方案

2019-10-31

什么是FCI的‘濕氣’傳感器呢?

作為熱式質量流量計技術設計和實踐應用領先創新者,針對客戶眾多具有挑戰性的需求,FCI一直在開發和提供相應的解決方案。并且,最新的開發的產品是ST80系列的‘濕氣質量流量計’。新增加的迷你機械裝置設計,使濕氣、凝結水和水滴與傳感器分離,從而保持精確的氣體流量測量,同時使傳感器可能由水分冷卻效應影響導致的尖峰值或錯誤的高測量值所造成的誤差最小化。‘濕氣質量流量計’既可以被應用于含有水分的氣體中(水霧形式),同時也可以應用于防止垂直大煙筒中的雨水滴落影響。


為什么需要這種技術的傳感器呢?

‘濕氣質量流量計’傳感器適用于含有高濃度的濕氣或者冷凝水的氣體流量測量應用,否則將不需要使用。

熱式質量流量計測量的原理是氣體流動過程中帶走傳感器上的熱量。氣體中任何濕氣或冷凝水與傳感器被加熱端接觸,都會導致熱量轉換過程中突然、瞬間變化,從而引起測量讀數出現峰值或者波動,使流量測量不準確或者不穩定。恒溫差△T(CT)模式的熱式質量流量計,對冷凝水滴特別敏感。而恒功率(CP)模式的熱式流量計,因為被加熱端溫度相對較高,提高了與氣體接觸的露點,所以相對好一些。




對于含有水分的氣流,優先考慮或最佳的測量方式是要去除氣流中的水分。一般處理方式包含下列幾種:

? 安裝氣體干燥機

? 在流量計安裝位置上游增加氣液分離器或分液罐*,

? 管道加裝保溫或者加熱管道防止氣體冷凝。

但是,如果上述這幾個措施都不可行時,我們還有以下其他兩種解決方式供您參考:

1.     使用恒功率(CP)技術的熱式質量流量計,優化安裝方式,防止冷凝水接觸傳感器或使接觸最小化。參考圖1,將流量計斜向上裝入管道,靠冷凝水自身重力使其從傳感器上滴落。

* 如果使用了分液罐,圖片1的安裝方式依然被推薦使用。

圖1 - 在管道135°或225°位置斜向上安裝

2.     安裝專門為‘濕氣’設計的熱式質量流量計,以下有兩種類型:

a.  首先,優先考慮的一種是FCI‘濕氣’傳感器探頭,增加的機械隔離使冷凝水與傳感器探頭分離不接觸。因為是一個機械式的解決方案,所有的安全認證依然適用,沒有新增加任何能源損耗部件,對傳感器的使用壽命沒有影響。另外,流量計依然是T等級認證,傳感器探頭依然適用其安全場所。參考圖片2,建議安裝方式是在管道側面90°或者270°位置安裝。

b.  另一種是恒溫差△T(CT)模式流量計,加熱到極限溫度300℃[572℉]使濕氣在接觸探頭時瞬間揮發。但是,在管道氣流中插入如此高溫度的加熱源,可能會造成危險因素,操作起來消耗更多能量,并且導致流量計壽命縮短、加速老化、敏感度下降或傳感器探頭過早失效等。

圖2 - 在管道90°或270°位置側面安裝

那么,FCI標準‘S’型傳感器探頭(CP模式)與‘WG’濕氣傳感器探頭的關鍵技術和性能差異是什么?我們來查看下表。

ST80系列

‘S’型探頭

‘WG’型探頭

應用條件

< 100% RH

流速< 10FPS  [3MPS]

沒有冷凝水或水滴接觸傳感器探頭

>100% RH  

流速> 10FPS  [3MPS]

冷凝水或水滴可能會接觸傳感器探頭

最小流速

0.25 SFPS [0,07 NMPS]

1 SFPS [0,3 NMPS]

最大流速

1000 SFPS [305 NMPS]

600 SFPS [183 NMPS]

精度

± 1% 讀數,± 0.5% 滿量程

± 1% 讀數,± 0.5% 滿量程

重復性

± 0.5% 讀數

± 0.5% 讀數

建議安裝方向

斜向上安裝,

在管道135°225°位置

側面安裝,

在管道90°270°位置

CP模式下響應時間

7 – 9 s

3 s

介質最高溫度

850 °F [454 °C]

最高350 °F [177  °C]

壓力

相同

機構認證

相同

輸出和電子電路功能

相同

工藝條件選項

相同

常見問題答疑

問題1. 當用戶選擇‘WG’型傳感器后,FCI工廠如何在濕氣中標定流量計?

答1:工廠設計‘WG’型傳感器的目的是將傳感器探頭與水分隔離,它只測量干燥的氣體。所以ST80流量計將在干燥的氣體管道內標定。

問題2. ST80流量計‘濕氣傳感器’(WG型)是否在高于FCI其他類型流量計的溫度下運行?

答2:不是的。與ST80其他類型流量計的低溫運行條件相同。適用所有T等級認證。

問題3. 如果是臟氣體,選擇‘WG’還是‘S’型傳感器探頭

答3:兩種都是可以的。一般基于您的日常維護條件做出選擇。‘S’型傳感器探頭是完全裸露的,并且對于大多數的應用,更容易清潔擦拭。‘WG’型傳感器探頭包含排水槽和較多的表面區域,需要頻繁、仔細地清潔。每個現場氣體中的粉塵/顆粒物也不同。

注釋:無論哪個條件下,FCI建議將流量計通過隔離球閥固定安裝到管道上。這樣,可使傳感元件輕松地從管道內拔出或再次安裝到管道內。

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