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GF100型流量传感器 使用说明书 执行标准： Q/CMAS 7-2003 版 本 号： Ver2.1 出版日期： 2005.05.18 重庆梅安森科技发展有限责任公司 1 概述 GF100型流量传感器(以下简称传感器)是适用于煤矿井下或地面瓦斯抽放管道标况流量监测的本质安全型仪器。该传感器具有无可动部件，检测元件不接触流体，可靠性高，介质适应性强，工作温度范围宽，准确度高等特点，主要应用于瓦斯抽放管道监控等。 传感器电路采用单片机设计，能就地显示管道流量值，同时输出频率信号，供远程采集；能遥控调校零点和灵敏度，并具备故障自检功能，给使用和维护带来很大的方便。传感器的电源电路采用开关电源，使整机功耗更低，有利于延长分站和传感器之间的传输距离。 产品的型号定义如下： 2 工作原理 2.1 涡街流量测量原理 在流体中设置一个三角柱型旋涡发生体，则从旋涡发生体两侧会交替地产生有规则的旋涡，这种漩涡称为卡门旋涡。如图2.1所示，旋涡列在旋涡发生下游非对称地排列。设旋涡的发生频率为f，被测介质来流平均流速为～V ，旋涡发生体迎流面宽度为d，表体通径为D，即可得到关系式： 式中：Sr为斯特罗哈尔数 在旋涡发生体中装入检测探头及相应电路即构成了传感器电路，通过检测漩涡数量,该检测值经换算后即得到流量值。 2.2 电路原理 传感器的电路工作原理框图2.2： 图2.2 传感器电路原理框图 传感器结构设计充分考虑了恶劣的环境条件,在结构强度和防水性能方面都采取了有效的措施，同时还特别加大了电源连接器的尺寸，保证传感器能稳定可靠的工作。 3 技术特征 1）适用条件 环境温度：0℃～40℃； 相对湿度：≤98% ； 大气压力：86kPa～106kPa； 可用于煤矿井下有爆炸性气体危险的环境中。 2） 主要技术指标： 测量介质: 空气、甲烷 介质压力: ≤ 1.0 Mpa 介质温度: -40℃ ～ +350℃ 流速范围: 4.0 ～ 60.0m/s 测量范围: 0.00m3/min～200m3/min 基本测量误差: ≤2.5% 信号输出: 200Hz～1000Hz 线性对应0.00m3/min～100m3/min（当设置量程≤100时） Hz～1000Hz 线性对应0.00m3/min～200m3/min（当设置量程 100时）: ≤30S 雷 诺 数: 正常2×104～7×106（ 扩展1×104～7×106）） 阻力系数: Cd≤2.6 允许振动加速度: ≤1.0g 寿命: 三年以上 整机工作电压:8V.DC～24V.DC 　 整机工作电流: ≤30mA @18V.DC 防爆等级: ExibI 矿用本质安全型 3）显示功能 四位红色数码管显示 第一位：正常显示时为符号位； 调校时显示功能代号： 1-量程 2-调零 3-调灵敏度 4-自检 后三位：测量值显示，单位m3/min。 4) 外型特征： 外壳材料：不锈钢 外壳颜色：金属光泽 管径规格（mm）:/Φ150/ Φ200 /Φ250 /Φ300 4 传感器选型 4.1 流量传感器主要规格型号 名 称 型 号 规 格 测量范围 (参考流速5m/s～60m/s，单位m3/min) 流量传感器 主机 GF100－XX 涡街探头 XX=02 1寸(25mm) 0.15～1.77 XX=05 2寸(50mm) 0.48～7.05 XX=10 4寸(100mm) 1.91～28.3 XX=15 6寸(150mm) 4.33～63.6 XX=20 8寸(200mm) 7.67～113 XX=25 10寸(250mm) 12.0～177 XX=30 12寸(300mm) 17.5～254 4.2流速范围的选择 已知条件 换算成工况体积流量 流速计算公式 正常流速范围 标况下体积流量Q标 Q工= 4-60m/s 质量流量G Q工= 其中：Q工：工况条件下体积流量（m3/h） Q标：标准状态下（20℃、101.325kPa） 的体积流量（Nm3/h） Pa：a） P工：介质工作压力（表压）（MPa） t工：介质工作温度（℃） ρ工：工况条件下介质密度（kg/m3） V：管道中流体平均流速（m/s） D：管道直径（m） G：介质质量流量（kg/h） 4.3 雷诺数范围要求 计算雷诺数Re： Re= 式中 V：管道内流体平均流速（m/s） D：传感器口径（m） υ：介质运动粘度（m2/s） 满足： 2×104≤Re≤7×106即可。 4.4 阻力损失计算 阻力损失计算公式：