LFD型粉體沖量式流量計

前        言

粉體顆粒狀散裝物料的流量測量一直是流量測量中的一個難題。通常采用漏斗秤、皮帶秤等，都不同程度地存在一些缺點，如存在零點漂移問題，實際計量精度低，影響儀表測量的因素較多，維護量太大等。針對這些問題我廠引進技術，應用沖量原理設計生產了LFD型粉體沖量式流量計，該流量計是國內型的固體流量計，并列入91年國家科委火炬計劃。并被國家科學技術委員會、中國工商銀行、國家勞動部、引進國外智力小組、國家技術評為1991年新產品。該產品曾榮獲2002年中國國際技術與產品交易會金獎。

該流量計可對各種固體物料流量進行在線連續(xù)測量，具有瞬時流量、累計流量、按比例配料、定量控制等多種輸出功能。因此在化工、水泥、電站、采礦、冶金、糧食和港口運輸?shù)阮I域得到廣泛應用。

特別在不斷發(fā)展的電解鋁行業(yè)，由于生產流程的特殊環(huán)境和工藝要求，氧化鋁粉的計量必須在密封、風動送料下完成。而風速是影響沖板流量計計量精度的主要因素，所以如何克服風速對沖板流量計的干擾是各生產廠商必須解決的問題。我公司技術人員經(jīng)過多年的努力，終于解決了這一難題。通過對物料穩(wěn)流裝置的技術改造，不僅克服了風的干擾，而且物流更加平穩(wěn)、流暢，使用單位可根據(jù)現(xiàn)場的具體要求來調節(jié)流量，滿足工況的需求，目前在多家電解鋁行業(yè)得到應用，解決了該行業(yè)物料計量的難題。

歡迎您選用我廠產品，我們將為用戶的安裝使用提供服務，直至您滿意。

為確保儀表精度和正確使用好該流量計，務請您能詳細閱讀本手冊。

粉體沖量式流量計在固體顆粒狀散物料流的測量領域，多年來已被廣大用戶認可。其獨特的技術特點和使用性能則其它儀表不可代替的。但應用在電解鋁行業(yè)，人們尚有疑惑。

由于電解鋁生產工藝流程的特點，氧化鋁粉采用風動送料，物料和風混合在一起。結果都被計量了，造成測量數(shù)據(jù)的附加誤差。多年來各生產廠商都在研究這一難以解決的課題。有的單位采用積料法，即在沖板上方做一個積料箱，當物料積存到一定時，開關發(fā)出控制信號給閥門，來控制閥門的開關，這樣雖然在一定程度上避免了風力的影響，但卻破壞了整個送料系統(tǒng)，致使通道不暢，必須更改一定的原有設計。而且閥門始終處于有載荷下工作，經(jīng)常發(fā)生故障，造成不必要的停產。

我公司的技術人員經(jīng)過幾年的不懈努力和使用單位一起研制出了具有多功能為一體的穩(wěn)流裝置，該裝置中包括：風量調節(jié)裝置、上下風動平衡倉、整流腔、篩網(wǎng)、視窗、快開孔等計量輔助裝置。既不切斷送料通道、又能防止風力對計量的影響。

其特點如下：

1、不破壞原設計，適用各種環(huán)境

2、送料通道不會因測量出現(xiàn)故障而堵塞，暢通無阻

3、風動系統(tǒng)流暢，而不影響測量準確性

4、物料流動穩(wěn)定、波動小

5、內設篩網(wǎng)、防止雜物堵塞送料通道

6、帶有視窗，可隨時觀察料位變化和雜物

7、快開孔可根據(jù)視窗發(fā)現(xiàn)的問題進行快速人工處理

霍煤鴻駿鋁電有限公司現(xiàn)場安裝的                                 沖板與測量機構
我公司LFD型沖量式流量計

一、儀表總體概況

1、儀表配套

粉體沖量式測量系統(tǒng)由LFD型粉體沖量式流量計（一次表,安裝在現(xiàn)場）、LJS型流量積算儀（二次表,安裝在控制室）和穩(wěn)流裝置（一般情況下，由生產廠指導用戶設計、制造）三部分組成。系統(tǒng)配套如圖1-1。

２、儀表工作原理

LFD型粉體沖量式流量計是以51系列單片機為核心組成的智能化測量顯示系統(tǒng)。

物料流自由下落沖擊到?jīng)_板上后，由于沖擊力與沖板有一定角度，故該力分解成一個水平分力和一個垂直分力，垂直分力由機械結構克服而不起作用，而水平分力作用在沖板軸上，通過機械結構的作用與測量彈簧產生的力相平衡，并且?guī)硬顒幼儔浩鳎▊鞲衅鳎┲械蔫F芯位移，差動變壓器將此位移轉換成相對應的模擬電壓信號。該模擬電壓信號經(jīng)過測量電路處理，并按一定的流量公式進行運算得到物料的質量流量和累積總量，其計算結果由四位數(shù)碼管顯示瞬時流量、六位數(shù)碼管顯累積總量，同時輸出與瞬時流量、累積總量及儀表當前工作狀態(tài)相對應的串行通訊信號（也可同時輸出表示瞬時流量的４～２０ｍＡ電流信號）至二次表，供控制室內監(jiān)控。

由于粉體沖量式流量計是露天安裝，工作環(huán)境惡劣，為使儀表運行準確、平穩(wěn)、可靠，對傳感器和電子電路部分均采用了溫控措施，以適應高寒地區(qū)的使用。同時，采用遙控器對儀表進行調試、數(shù)據(jù)監(jiān)控、參數(shù)修改等操作，避免了儀表開蓋操作，十分方便快捷。

流量計基本公式：

沖板安裝示意圖見圖1-2。

根據(jù)牛頓力學定律，作用在沖板上的水平分力和流量間關系，滿足以下基本公式：

Fm=qm··Sinα·Sinγ·100

式中：Fm—物料沖擊沖板時產生的水平分力

qm—物料瞬時流量t/h

h—物料落料高度m

γ—料流和沖板之間的角度

α—沖板安裝角度

從公式分析可知h、γ、α都是常量，即流量和水平分力成正比，因此只要檢測水平分力就可以計算物料的對應流量值。

圖１－２

LJS型流量積算儀是一臺通用的流量積算儀表，它與粉體沖量式流量計同步顯示瞬時流量和累積總量，詳見我公司的《LJS型流量積算儀安裝使用說明書》。

3、主要技術指標

3.1 基本參數(shù)

3.1.1精度：（0.3）；0.5；1.0；1.5；（2.0）

括號內等級為不優(yōu)先選用等級。現(xiàn)場使用精度與物料顆粒大小，物料均勻程度，物料粘度等有關，準確的精度應由現(xiàn)場實際標定確定。

3.1.2 重復性誤差和變差：小于對應精度級別下的誤差值。

3.1.3固體物料粒重：小于沖板重量的5%

3.1.4 測量范圍參看下表

使用流量范圍選擇：實際流量應在測量范圍的30~60%為理想范圍段。

3.1.5介質溫度：≤180℃

3.1.6斷電后數(shù)據(jù)保護時間：100年

3.1.7供電電源

電壓：220V±15%·50Hz

功耗：電子電路≤10W

溫度控制≤50W

3.1.8顯示功能

ａ、四位LED數(shù)碼管顯示瞬時流量

ｂ、六位LED數(shù)碼管顯示累積總量

ｃ、四只LED發(fā)光二極管顯示儀表工作狀態(tài)

3.2 輸出信號

(1)表示瞬時流量的４～２０ｍＡ電流信號

(2)串行通訊信號（瞬時流量、累積總量和儀表當前工作狀態(tài)），RS485或電流環(huán)。

3.3 環(huán)境參數(shù)

環(huán)境溫度：-40~+60℃

相對濕度：≤85%

大氣壓力：86~106kPa。

3.4 結構及外形尺寸：

3.4.1結構(見1-3)

圖1-3一次儀表結構示意圖

3.4.2外型尺寸(見圖1-4、1-5)

圖1-5   沖量式流量計外形示意圖

3.4.3          接線端子(見圖1-6)

圖1-6   接線端子圖

4、特點

4.1 使用范圍

粉粒體：從亞微細粒到拳頭般大的塊狀物。

漿料：從化學中間原料至預拌混凝土。

液體：各種化學藥品至常溫下固化的結晶物質。

溫度：當采用特殊結構的沖量板時可測量高達1500℃的高溫物料。

磨損性物體：磨料等。

定形固體類：小螺釘、螺母等。

4.2 流量范圍

從最小5kg/h到200t/h。流量可選用不同型號和不同測量彈簧來達到。

4.3 密封性

在管路密封時，能夠在與大氣隔絕的狀態(tài)下對氧化、還原性物質進行計量，并能防止粉塵污染。一次表外殼采用防水結構，適于露天安裝。

    4.4 可靠性：

        由于儀表設計獨特，無可動部件，磨損極小，故使用耐久，可靠性高。

    4.5 對環(huán)境適應性能

       為使儀表運行準確、平穩(wěn)、可靠，對傳感器和電子電路部分均采用了溫控措施，在北方的高寒地區(qū)也能適應。流量計表內采用了加熱升溫／風扇降溫的控制，測量機構和傳感器只有加熱升溫的控制措施。溫度控制既可手動，也可自動，且溫度控制點可調。儀表出廠時已將溫控設為自動，升溫控制點設為０℃，降溫控制點設為４０℃。

       儀表采取了很好的磁屏蔽措施，即使在有強磁場干擾的工況下，也能正常工作。

    4.6 適合自動控制

       該儀表能夠連續(xù)測定物料，動態(tài)特性好。指示、記錄、積算、批量供給、調節(jié)和配料都可與市面上銷售的工業(yè)用計量儀表配套。

    4.7 粘附不發(fā)生零點漂移：

       由于該儀表僅利用了水平分力，當檢測板上產生物料附著現(xiàn)象時，也不會發(fā)生零點漂移。

    4.8 精度：

       精度高，可進行現(xiàn)場標定和非線性修正，精度可達±0.3~2%。

       重現(xiàn)性非常好，在物料顆粒直徑不一致，間歇式給料場合也可使用。

    4.9 物料流量暢通：

       由于物料落在沖板上滑下，即使一次表發(fā)生故障或安裝、卸下時，物料流也不會堵塞。

    4.10 小型輕量

       儀表體積小，重量輕，占空間少，簡單的鋼架結構就能安裝。

二、  使用及操作細則

１、安裝
為了使用戶正常使用，安裝是十分重要的環(huán)節(jié)。安裝的地點和環(huán)境條件應能滿足：

    ⑴儀表應有良好的固定，以保證安裝后的穩(wěn)固，安裝地基應平整牢固。

    ⑵環(huán)境溫度在-40~+60℃；

    ⑶安裝部位應有一定的活動范圍，以便對儀表進行校驗、檢查和維修。

    ⑷切勿在有強烈振動的場所進行安裝。

    ⑸儀表安裝時，應裝有物料下落段的穩(wěn)流裝置，如引流導槽等，以便使物料能穩(wěn)定沖擊到?jīng)_板上，以保證使用的精確度。

    ⑹物料落料高度、沖板安裝角度、物料流和沖板之間的夾角均應盡可能達到優(yōu)選范圍。（見圖1-2）

一般的優(yōu)選范圍h：0.5~1.2m

γ：25~35°

α：60~90°

安裝尺寸：（見圖1-4）

２、遙控器使用方法

該流量計采用６位LED數(shù)碼管顯示累積總量，用4位LED

數(shù)碼管顯示瞬時流量。用四只指示燈顯示儀表當前的狀態(tài)，其中

“%”、“t/h”表示瞬時流量顯示方式；“狀態(tài)”為正常/故障指示燈，

正常時為綠色，故障時為紅色；“輸出” 指示燈的亮/滅表示輸出

信號的有/無。

該儀表的參數(shù)設定及顯示格式選擇可由面板上的五只鍵完成，

由左至右分別為：菜單鍵、右移鍵、增加鍵、退出鍵和確認鍵，

這時需打開儀表外殼。上述功能也可用遙控器完成，使用遙控器

更方便快捷，不用打開儀表外殼。遙控器外形見圖２-１。設置參

數(shù)時，只占用顯示累積總量的６位LED數(shù)碼管，瞬時流量照常顯示。

圖2-1遙控器示意圖

暫時顯示流量計和測量機構的溫度及溫控狀態(tài)時，用顯示累積總量的６位LED數(shù)碼管顯示流量計的溫度和加溫與否、風扇啟動與否；用顯示瞬時流量的4位LED數(shù)碼管顯示測量機構的溫度和加溫與否。

為了方便用戶，簡化操作，并有效保護儀表的參數(shù)不被人為的誤操作破壞，將儀表的參數(shù)分為常用參數(shù)和內部參數(shù)兩種。常用參數(shù)已能保證儀表的正常運行與維護，而內部參數(shù)是那些無需經(jīng)常調整并按內部格式直接修改、存儲的數(shù)據(jù)，需經(jīng)密碼認證后方可修改，應由用戶的專業(yè)儀表工程師進行操作。當用戶用遙控器的“菜單”鍵選擇被修改參數(shù)時，菜單中只按下列格式顯示出被修改項（前六項為常用參數(shù)或常用功能），十分簡潔：

ＳＨ ××.××     儀表量程上限(t/h)

ＳＣ ××.××     小流量切除(t/h)

ＳＬ ××××      零點校驗(只需按“確認”鍵即可，后四位為實時采樣值)

ＧＡ ×.×××     儀表校正系數(shù)

Ｉｏ ××××      校準20mA輸出電流（后四位為被修改的D/A轉換值）

ＳＵ－０           累積總量清零(只需按“確認”鍵即可，故需慎用)

ＣＥ ××××      密碼認證

Ｅ－ ××××      修改、顯示EEPROM內容

Ａ－ ××××      修改、顯示RAM內容

（“CＥ、E－、A－”三項為廠家調試時用，或由用戶的專業(yè)儀表工程師進行操作,完成內部參數(shù)的修改）

3、調試

流量計在出廠前已作了全面的調試，但由于儀表在運輸過程中的振動，更主要的是安裝后的位置尺寸的改變、物料流的均勻程度、固體顆粒的大小等，對安裝后的量程范圍和精度都會有所影響，故必須進行一次安裝后的調試。調試時應先作靜態(tài)校驗，再作動態(tài)校驗。

3.1 調試前的準備

⑴打開測量機構的蓋子，檢查機械構件是否有松動、損壞；硅油是否有泄漏，如有泄漏，應擰開注油孔補滿。松開阻尼器和沖板限位螺釘。

⑵安裝好沖板軸和沖板（注意沖板安裝角度）。接好地線及傳感器與流量計之間的連線。檢查連線無誤后，方可通電。

⑶測試儀器準備。一般用一塊萬用表即可，同時準備好同等重量砝碼5個。砝碼重量對應瞬時流量為25%時測量機構所受的力，其選取原則是量程上限（t/h）×25%×100g。例如，量程范圍為0~20t/h的流量計，砝碼重量應為20×25%×100g=500g。

3.2 靜態(tài)校驗

靜態(tài)校驗即通過掛砝碼的方法校準測量機構，使儀表的示值符合精度要求，靜態(tài)校驗應在沒有物料的情況下進行。其步驟如下：

⑴打開測量機構的外殼，儀表通電，將瞬時流量設成以百分數(shù)形式顯示，30分鐘后開始校準。

⑵零點校驗：在不掛砝碼的情況下進行。按遙控器“菜單”鍵，使顯示出現(xiàn)“SL”字符，表示已進入零點校驗狀態(tài)，其后的4位數(shù)字表示儀表的輸入采樣值，待該值穩(wěn)定后按“確認”鍵，即完成零點校準。然后按“退出”鍵，返回正常工作狀態(tài)。瞬時流量顯示應在0%。

⑶滿量程校準：取4個砝碼（相當于測量機構在滿量程點的受力）通過滑輪掛在測量桿端部。儀表示值應為100.0±基本誤差（%）。若不準，通過修改儀表內部參數(shù)“頻率百分數(shù)轉換系數(shù)”使示值符合精度要求。

反復進行（2）、（3），使零點和滿量程點均符合精度要求。

⑷全量程校驗

全量程校驗要作0、25、50、75、100、125%共6點，并作好詳細記錄：

⑸ 線性化修正：

目的是使儀表在全量程范圍內均符合精度要求。設上表中誤差的一點的百分數(shù)（儀表示值）為x1 ，與其對應的理論值為y1 ，通過修改儀表內部參數(shù)“x1”和“y1”，即可完成線性化修正。

反復進行（4）、（5），使全量程各點均符合精度要求。

通過上述（1）～（5），即完成了儀表的靜態(tài)校驗。校驗過程較復雜，需專用的砝碼，且儀表內部參數(shù)需輸入密碼方可修改。在使用過程中，一經(jīng)校準，是不必經(jīng)常進行靜態(tài)校驗的。若用戶實施靜態(tài)校驗有困難，可由廠家協(xié)助完成。

3.3 動態(tài)校驗

動態(tài)校驗即用實際物料來進一步校準儀表。具體作法是模擬生產過程中的常用流量，以30秒以上的時間通過儀表，經(jīng)校驗用出料口截取下來，在標準秤上稱重，計算并設定儀表常用參數(shù)“儀表校正系數(shù)”。

步驟如下：

⑴計算所需物料重量

按常用流量30秒的輸送量計算用料量。例如，常用流量為12t/h，則30秒的輸送量為100kg，故需準備至少100kg的物料。

⑵設定儀表的累積總量小數(shù)點位置，使其能精確為1kg，即顯示“xxx.xxx”噸。記錄儀表當前的累積總量（設其為Q1）和儀表校正系數(shù)（設其為Ko）。

⑶以盡可能均勻的速度模擬正常流量通過儀表，并在出料口處截取全部物料，記錄下物料通過后儀表的累積總量，設其為Q2。

⑷稱重并計算“儀表校正系數(shù)”。

將截取的物料稱重，設其為ΔQ，并按下式計算“儀表校正系數(shù)”K：

        K=Ko﹛ΔQ/（Q2-Q1）﹜

一般情況下，儀表校正系數(shù)應在0.7-1.3之間。

⑸修改“儀表校正系數(shù)”

按遙控器“菜單”鍵，選擇“儀表校正系數(shù)”這一項，這時儀表顯示“GAx.xxx”，后四位數(shù)字即以前的“儀表校正系數(shù)”，通過操作“選位”鍵和相應的數(shù)字鍵修改“儀表校正系數(shù)”，然后按“確認”鍵，完成修改，再按“退出”鍵，恢復儀表正常顯示。

重復（2）～（5），直至儀表示值與實際稱重值相符。只要物料流速控制均勻，重復2次即可完成動態(tài)校驗。

４、穩(wěn)流裝置的設計安裝

穩(wěn)流裝置的作用，在于保證物料平穩(wěn)下落，集中沖擊到?jīng)_板理想位置，并保證物料下落后順利輸送出去，因此必須考慮下一些實際要求：

a) 應有穩(wěn)流導槽，導槽寬度取決于供料器的直徑，落料口應小于沖板100mm，以保證物料全部沖擊到?jīng)_板上，導槽制作成倒梯形，底部應適當縮小。

b) 物料從沖板下落后，也應有一定高度，以保證物料不堆積。除選擇合適的出口角度和出口結構外，出口應離開料口傳送帶一定距離。在穩(wěn)流裝置上應有校驗用出料口，動態(tài)校驗時用此出料口截取物料，稱重標定。

c) 沖板外殼形狀應保證物料流通暢，沖板與兩壁之間應有足夠的空間，視物料大小而定，以防產生橋狀夾堵。

d) 安裝口應保證沖板順利裝拆，必須留有充足空間，其大小視沖板規(guī)格而定。

穩(wěn)流裝置的安裝示意圖見圖2-2。

                                 圖2-2 穩(wěn)流裝置安裝示意圖

電解鋁行業(yè)的穩(wěn)流裝置的設計

粉體沖量式流量計在固體顆粒狀散裝物料流的測量領域，多年來已被廣大用戶認可。其獨特的技術特點和使用性能，是其它儀表不可替代的。但應用在電解鋁行業(yè)，人們尚有疑慮。由于電解鋁生產工藝流程的特點，氧化鋁粉采用風動送料，物料和風混合在一起，結果都被計量了，造成測量數(shù)據(jù)的附加誤差。多年來各生產廠商都在研究這一難以解決的課題。有的單位采用積料法，即在沖板上方做一個積料箱，當料積存到一定時，開關發(fā)出控制信號給閥門，來控制閥門的開關，這樣雖然在一定程度上避免了風力的影響，但卻破壞了整個送料系統(tǒng)，致使通道不暢，必須更改一定的原有設計。而且閥門始終處于有載荷下工作，經(jīng)常發(fā)生故障，造成不必要的停產。

我公司技術人員經(jīng)過幾年的不懈努力和使用單位一起研制出了具有多功能為一體的穩(wěn)流裝置，該裝置中包括：風量調節(jié)裝置，上、下風動平衡倉、整流腔、篩網(wǎng)、視窗、快開孔等計量輔助裝置。既不切斷送料通道、又能防止風力對計量的影響。其具體特點如下：

1.    不破壞原設計,適用各種環(huán)境

2.    送料通道不會因測量出現(xiàn)故障而堵塞、暢通無阻

3.    風動系統(tǒng)流暢、而不影響測量準確性

4.    物料流動穩(wěn)定、波動小

5.    內設篩網(wǎng)、防止雜物堵塞送料通道

6.    帶有視窗，可隨時觀察料位變化和雜物

7.    快開孔可根據(jù)視窗發(fā)現(xiàn)的問題進行快速人工處理

5、零點校驗

由于流量計測量機構的金屬構件、彈簧、橡膠密封墊、傳感器等，隨時間、溫度的影響，性能上會有微小的改變，電子元器件也會產生漂移，這些都會給儀表帶來附加誤差，所以應定期進行零點校驗。建議用戶在春、夏、秋、冬各進行一次校零，注意：校零應在沒有物料的情況下進行。

三、儀表故障與維修

如以上維修仍不能正常工作，則需送回廠家檢修。

四、其它

1、開箱附件：

    變送器運到后，拆箱時應小心，先放正位置，然后再謹慎打開，以防損壞箱內所裝變送器及流量儀（一般配套提供）。此外還有硅油一瓶、合格證一份、說明書一份。儀表不用時，請按國際儲存要求給以放置。

2、訂貨須知：

    本儀表訂貨敬請用戶詳細說明，以保證正常使用。

    主要說明內容有：

    (1) 儀表型號。

    (2) 使用量程范圍。

    (3) 物料的粘度、比重、均勻程度、粉塵度、物料流動流速及帶壓情況。

    (4) 主要條件：位置條件，如高度、空間寬敞程度。環(huán)境條件，如環(huán)境溫度、濕度、強烈振動、室內及室外。

(5) 使用狀態(tài)：長期工作，斷續(xù)時間、定量控制等。

附件一

型號編制說明

LFD系列沖量式流量計型號由兩節(jié)組成，節(jié)以三位大寫漢語拼音字母表示，第二節(jié)以阿拉伯數(shù)字表示，相鄰兩節(jié)之間以短橫線分開，其組成形式如下。

如：LFD129型；沖量式流量計，電信號輸出，平移式結構，指示帶積算，量程范圍1～200t/h。

附件二

適用于各種給料裝置

附件三

被測對象：代表性的物品列于下表