沃克爾公司致力于密度、濃度測量儀表的研發(fā)和制造。經過多年研究試驗，開發(fā)出實時在線檢測溶液密度、酒精濃度的在線密度計（濃度計）。

音叉在線式密度（濃度）傳感器是一款基于振動原理的高精度密度（濃度）測量儀表，是一種只需要極少量維護的堅固而可靠的直插型儀表，它們能夠提供完全一體化的 “即插即用，免維護”式密度測量。

音叉密度計是安裝在儲罐中或管道中，可連續(xù)、實時在線測量流體密度的傳感器，用于以密度做為最終產品首要控制參數(shù)的過程控制，或用于固體百分比或濃度百分比等其他質量控制參數(shù)的指示器。

典型行業(yè)

• 石油和石化工業(yè)

• 釀酒業(yè)

• 有機和無機化學材料

• 制藥行業(yè)

• 礦物加工 （粘土、碳酸鹽、硅酸鹽）

 

  振動型音叉液體密度計使用振動式原理測量密度。發(fā)生叉體振動的液體的密度改變了儀表的共振頻率。通過監(jiān)視共振頻率并進行眾所周知的轉換， 振動型可以提供高精度的在線密度測量。

  傳感器根據振動原理而設計，此振動元件類似于兩齒的音叉，叉體因位于齒根的一個壓電晶體而產生振動，振動的頻率通過另一個壓電晶體檢測出來，通過移相和放大電路，叉體被穩(wěn)定在自然諧振頻率上。通過監(jiān)視共振頻率并進行眾所周知的轉換， 振動型可以提供高精度的在線密度測量。

  當液體流經叉體時，振動發(fā)生改變，引起諧振頻率變化，從而通過電子處理單元計算出準確的密度值。振動頻率與密度的關系為：

       ρ =K 0+ K1 T+K 2T²

 式中，ρ -  液體密度   T -傳感器輸出的振動周期

K0,K1,K2 - 傳感器的常數(shù)，在出廠時標定

探頭在不同介質中的振動頻率 

例如：在空氣中振動，頻率約 1000 Hz

      在油中振動，頻率約 700 Hz

      在水中振動，頻率約 600 Hz

      介質的密度決定了振動的頻率.

 

   測量范圍：0.000– 3.000 g /cc (0– 3000 kg/m3)（用戶可編程）

　 測量精度：± 0.001g/cc（± 1 kg/cm3）常規(guī)

             ± 0.0005g/cc（± 0.5 kg/cm3）高精度

   重復性：± 0.0002 g/cc (± 0.2 kg/m3)

　　操作溫度范圍：-10℃~ +120℃（不同介質溫度訂貨前需落實）

　　最大工作壓力：＜10Mpa

　　流體粘度范圍：0 – 20000cP（訂貨時需要落實）

　　溫度系數(shù)：小于0.1 kg/m3/℃(校正后)

　　壓力影響：可忽略不計

　　內置溫度測量：-50~150℃

　　接液材質：316L、Ti、PTFE（特殊要求定制）

　　叉體涂層：標準型，PTFE或電解拋光

　　供電電源：24VDC，≥150 mA

模擬信號輸出：密度 4 -20 mA，

溫度 4 -20 mA，

數(shù)字通訊：RS485 Modbus RTU

　　輸出精度(20℃)：讀數(shù)的± 0.1%或± 0.05% FS

　　輸出重復性(-10 ~ +85℃)：± 0.005% FS

　　過程連接：螺紋型、法蘭型、衛(wèi)生型（或根據用戶要求定制）

    防護等級：IP65

防爆型：  EXdⅡCT6

外殼：鋁合金

  

1、自由流體應用安裝（法蘭連接）

無論管道水平或者垂直時，都必須始終水平安裝儀表并使流體在間叉之間的空隙中流動。此位置有助于防止氣泡或固體物質積聚在儀表上，可使固體沉降，氣泡上升。            
 

A、 水平安裝為≥4英寸（DN100）的管道；垂直安裝為≥6英寸（DN1150）的管道

B、 調節(jié)縮進尺寸以使儀表叉齒完全插入流體大約70mm

l 流速：0.3至0.5m/s（儀表位置） l 粘度：可達500cP （長桿型）            可達20000cP （短桿型） l 溫度：-10°C～120°C

 

2、自由流體應用安裝（焊接底座連接）

 

A、 水平安裝為≥4英寸（DN100）的管道；垂直安裝為≥6英寸（DN1150）的管道

B、 管道上的52.5mm儀表開孔

C、 焊接

D、 自由流體焊接底座（根據管道直徑購買）

l 流速：0.3至0.5m/s（儀表位置） l 粘度：可達500cP （長桿型）            可達20000cP （短桿型） l 溫度：-10°C～120°C

 

注意：

   在安裝焊接底座前，必須在管道上鉆出直徑52.5mm的孔以容納儀表，在將焊接底座焊接到管道上時，必須與預鉆的孔保持同心。

3、振動 T型套管安裝（法蘭接頭）

  

A. 4 英寸（DN100）或更大直徑管道的水平或垂直安裝

B. 儀表音叉與主管道壁的距離由過程的最大流量決定。

C. PFA 墊圈和壓簧（自鎖緊 PFA 墊圈不需要）

l 流速：0.3至0.5m/s（管壁位置） l 粘度：可達500cP （長桿型）            可達20000cP （短桿型） l 溫度：-10°C～120°C

 

注意：

   管壁處的流速和流體粘度必須處于所示的限制之內，以確保套管中的流體及時更新。這 種安裝對粘度階躍變化的響應要滯后與自由流體安裝。法蘭的熱質量可能會影響儀表對溫度變化的響應時間

4、振動 T型件安裝（焊接底座連接）

 

A、4英寸或更大直徑管道的水平或垂直安裝

B、管道上的52.5mm儀表開孔

C、儀表音叉與主管道壁的距離由過程的最大流量決定

D、焊接底座（根據管道直徑購買）

l 流速：0.3至0.5m/s（管壁位置） l 粘度：可達100cP （長桿型）            可達250cP （短桿型） l 溫度：-10°C～120°C

 

注意：

   為了確保套管中的介質不斷更新，管壁處的流速和介質粘度必須處于所示的限制內。這 種安裝對粘度階躍變化的響應要滯后與自由流體安裝。如果溫度變化是過程中的關鍵因素，降低熱質量的焊接底座的錐形鎖緊接頭可更加有效 地追蹤溫度的快速變化。在安裝焊接底座前，必須在管道上鉆出直徑 2.1 in (52.5 mm) 的孔以容納儀表。在 將焊接底座焊接到管道上時，必須與預鉆的孔保持同心。

5、  振動流通室安裝（可選溫度元件安裝口）

 

10、  如果存在流動，確認儀表音叉對準以使液體流向音叉或從音叉之間的空隙中通過儀表放置（流體方向通過音叉空隙）
 

11、  確認儀表音叉遠離沉積物

          儀表放置（遠離沉積物）

3.安裝設計的重要因素

3.1  適宜的安裝位置

ü 無堵塞

ü  易滿管

ü  不含氣

 

 

3.2  典型的不宜安裝位置 

ü 靠近下行管線

ü 管道的高點

ü  靠近管線敞口  

                      

3.3  穩(wěn)定的流速范圍

      —避免顆粒沉降的影響(流速過低)

      —避免對儀表測量的影響(流速過高)

插入式密度計 VS 管式密度計（質量流量計）的優(yōu)勢

l 漿液顆粒具有磨損性

l 漿液具有腐蝕性

l 漿液易沉淀凝固

解決辦法：

l 振動插入式密度計測量漿液密度。

l 振動插入式密度計避免了管式密度計測量管易磨損&漿液易凝固的風險。 

 

3.4   其他影響檢測因素

儀表除了安裝方式對其有一定的影響，除此之外的一些外界因素也有很多影響，為使其儀表發(fā)揮最大的性能與優(yōu)勢，安裝設計時建議考慮一下以下因素：

 

3.4.1 流速

您必須保持流量和流速相對穩(wěn)定并在儀表指定的限制范圍內。介質的流動提供了穩(wěn)定的熱流并進入儀表安裝位置，流量影響儀表安裝處的自清潔以及儀表周圍氣泡和固體污染物 的消散。

如果儀表安裝在旁路中（例如直徑4英寸水平旁路的自由流體安裝或流通室安裝）：可利用壓降、皮托管或采樣泵保持流量。使用采樣泵時，應將泵置于儀表的上游。

3.4.2 含氣

含氣或氣體夾帶工況可能會中斷流體的測量。瞬態(tài)夾氣造成的信號短暫中斷可通過儀表組態(tài)修正，但是必須避免頻繁的中斷或嚴重的含氣以確保準確可靠的流體測量。

最大限度地降低含氣的可能性：

  •使管道始終處于充滿流體的狀態(tài)。

  •排出儀表安裝位置之前的任何氣體。

  •避免突然的壓降或溫度變化，這可能導致液體

    中的溶解氣逸出。

  •保持系統(tǒng)有足夠的背壓以防止氣體逸出。

  •保持傳感器處的流速在規(guī)定的限制范圍以內。

3.4.3  固體顆粒測量考慮因素

    請考慮下面的因素以避免與固體顆粒污染物相關的問題：

•避免流速突然變化，這可能導致沉積。

•將儀表安裝在下游距離任何管件足夠遠的位置，這些管件可能會導致固體顆粒物發(fā)生離心作用（例如彎管）。

•將儀表安裝位置的流速保持在指定限制范圍之內。

   •如有必要，在工藝過程中使用過濾器。

3.4.4  熱效應考慮因素

   對于高粘度流體，應將流體以及緊靠儀表的上游和下游管道、接頭中的溫度梯度降至最低。最小化溫度梯度可減少粘度變化的影響。我們建議通過下面的措施降低儀表安裝中的熱效應：

  •務必對儀表和周圍管道徹底進行隔熱處理。

-隔熱材料必須為至少 1 英寸 (25 mm) 厚的石棉，最好 2 英寸 (50 mm)，或者使 用等效的隔熱夾套。

-隔熱材料必須包裹在密封保護外殼內，以防止?jié)駳馇秩搿⒖諝庋h(huán)以及隔熱材料受到擠壓。

-對于流通室安裝，高準提供特殊的隔熱夾套，因為其體積流量較低（因此，熱流較低），對溫度效應的敏感性更高。

  •避免直接加熱或冷卻儀表及容易產生溫度梯度的上游和下游相關管道。

  •如果由于流量降低而必須采取防冷卻保護措施，可以應用電伴熱。這種加熱類型必 須進行恒溫控制，并設置恒溫器使之在低于系統(tǒng)最低工作溫度時運行。

  •過程連接的壓力和溫度限制

過程法 蘭類型	壓力和溫度等級
	100 °F (37.8 °C)	199.9 °F (93.3 °C)	299.8 °F (148.8 °C)	392 °F (200 °C)
2” ANSI 150	226.3 psi (15.6 bar)	197.3 psi (13.6 bar)	159.5 psi (11.0 bar)	110.2 psi (7.6 bar)
2” ANSI 300	588.9psi (40.6 bar)	513.4 psi (35.4 bar)	417.7 psi (28.8 bar)	336.5 psi (23.2 bar)
DN50 PN16	229.2 psi (15.8 bar)	175.5 psi (12.1 bar)	137.8 psi (9.5 bar)	107.3 psi (7.4 bar)
DN50 PN40	571.5 psi (39.4 bar)	439.5 (30.3 bar)	342.3 psi (23.6 bar)	266.9 psi (18.4 bar)

 

請確保不超過儀表的壓力和溫度限制。如有特殊要求請聯(lián)系廠家！

 

3.4.5 邊界效應

  在工廠校核過程中會考慮計劃安裝方式的可能邊界效應。

  在安裝位置，確認儀表校準和邊界與計劃安裝方式一致，以確保獲得最佳儀表性能。如果儀表與計劃安裝方式不一致，則可能出現(xiàn)測量誤差，需要現(xiàn)場校準。

安裝的邊界效應就是指儀表的感應裝置被管壁的邊界阻斷的靈敏或有效區(qū)域。這種效應 可隨安裝類型或管道直徑大小而變化。校準儀表時考慮到這種效應非常重要，因為直接插 入式儀表只能測量儀表靈敏區(qū)域中的流體的性質。

插入式儀表的音叉振動，產生一個以音叉末端為中心的橢圓形有效測量區(qū)域。該橢圓形的 長軸即為音叉的振動方向。 儀表傳感元件對此區(qū)域外的任何流體性質都不敏感。反之，越 靠近儀表音叉，對流體性質的靈敏度越高。

如圖所示

  

A  長軸

B 短軸

C有效區(qū)域安裝儀表時，如果此有效區(qū)域或體積的任何部分受到管道或接頭干擾，則   存在邊界效應 

A.管壁干擾儀表靈敏度的有效區(qū)域 

3.5 安裝注意事項                    

(1)音叉位置

  注意，在任何安裝形式下，音叉在液體中都應該處于豎直位置，以避免雜質沉降以及氣體積聚對測量的影響。

(2)保溫措施

  在密度計本體及安裝位置出現(xiàn)熱交換以及溫度梯度變化都將影響密度測量的準確度，為了獲得期望的測量精度，密度計以及相鄰的管道要采取良好的隔熱措施。必要時，可以選擇weldlot安裝形式，以減少熱交換。這種安裝形式僅用于4”以上管線。 

(3)安裝位置

  選擇流態(tài)分布穩(wěn)定的位置安裝密度計，避免安裝在閥門、彎頭及節(jié)流元件等對流體產生擾動的位置，以獲得期望的測量精度。

安裝是注意觀察音叉開口方向。
 

1.2 介紹

   振動采用四線制電路設計，輸出一路4-20mA。

1.3 安裝須知

   振動供電電源要求：下面是儀表運行的直流電源要求：

 

   • 24 VDC，典型值為 0.65 W，最高 1.1 W

   • 最低推薦電壓：使用 1000 ft 的 24 AWG（300 m 的 0.20 mm2）電源線時為 21.6 VDC

   • 啟動時，電源必須在儀表電源端子上提供 19.6 V 的最低電壓和最低 0.5 A 的短時電流。

  如果幾個振動安裝在同一地點，可以共用一個電源。如果密度計安裝在寬闊區(qū)，電纜消費過大，可以使用小型本地電源。

  沒有必要對傳感器進行單獨的直接接地，接地一般通過安裝的金屬管路。

 

接線方式

   信號端子設置在電氣盒的一個獨立艙內。在接線時，可擰下接線側的表蓋。采用四線制電路設計，獨立24VDC電源供電，一路密度值4-20mA輸出（不需外部供電，獨立信號線接入）。

具體接線圖如下：

密度計接線圖

 

產品出廠前都是經過嚴格測試，精密標定的，一般無需現(xiàn)場標定，如果使用一定時間后發(fā)現(xiàn)數(shù)據明顯偏差大，可以通過菜單進行標定操作。

按一下“S”鍵，進入副顯示界面，可以看到密度和電流以及溫度和電流顯示，再按一下“S”鍵，進入參數(shù)設置界面， 根據菜單提示，選擇要進入的菜單，按“E”鍵進入下一級菜單，通過“↑”或者“↓”鍵選擇或修改參數(shù)，再按“E”鍵保存并返回。如錯誤設定，按“S”鍵返回主菜單。

(“S”□ )是設置鍵、              (“↑”▲ )是向上或增加鍵、

(“↓”? )是向下或減少鍵           (“E”? )是確定鍵

 

1.（正常顯示頁面）
 

2.（標定菜單）
 

3.（輸出參數(shù)設置）
 

4.（通訊參數(shù)及語言設置）

 

  由于工藝流程的需要，經常安裝在工作條件較為惡劣的現(xiàn)場。為了盡可能減少密度傳感器工作條件的惡劣程度。

  ●密度傳感器應盡量安裝在溫度梯度和溫度變化小，無沖擊和振動的地方。

  ●被測介質不容許結冰，否則將損傷傳感元件，導致密度傳感器損壞。

  ●防止與腐蝕性或過熱的被測介質相接觸。

  ●要防止渣滓在罐體內沉積。

  ●應輕拿輕放以防碰壞傳感器

 禁止 直接摔放儀器

 禁止 測量強腐蝕性液體

 禁止 儀器在額定壓力以上工作

 禁止 壓力測試超過指定測試壓力

須知 儀器適用于所有防爆場合

須知 禁止在傳感器安裝時焊接管道

須知 安裝完畢后可承受測試最大工作壓力1.2倍     

須知 儲存運輸儀器使用原裝箱包

誤差檢測

   ●檢查管路是否泄漏或堵塞

   ●磨損損失

   ●罐體中有無氣體

   ●因溫差引起的密度不同                                                                         

開箱和產品附件

●開 箱

開箱時應檢查包裝是否完好，并核對傳感器的型號、規(guī)格是否與訂貨合同是否符合，隨機文件是否齊全。

●附件

1使用說明書 1份

2合格證

3 發(fā)貨清單

運輸與儲存

●傳感器適合于陸路，空運，水路運輸及貨運裝載的要求；

●傳感器和附件應在出廠原包裝條件下，存放在室內，其環(huán)境溫度為-10～+55℃，相對濕度不超過90%，且空氣中不應有足以引起傳感器腐蝕的有害物質。

 

選 型 表

 

DT801	□	□	□	□	□	□	□	音叉密度計
材質	A B C							316L 哈C 特殊材質
溫度		N M H						0~40℃ 0~80℃ 0~100℃
量程			1 2 3 4					0~1g/cm3 0~1.5g/cm3 0~2g/ cm3 其他
安裝方式				F C				法蘭 卡箍
輸出					M T R			4-20mA(密度) 4-20mA(溫度) RS485
附加功能						N C		無 濃度