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氣體流量計的種類及工作原理
點(diǎn)擊次數(shù)：2618 發(fā)布時間：2021-05-07 06:45:05
一. 渦街流量計產(chǎn)品的種類和適用范圍
1． LUGB 系列滿管型壓電式渦街流量儀表
2． LUGB 系列插入型壓電式渦街流量儀表
3． LUGE 系列滿管型電容式渦街流量儀表
4． LUGE 系列插入型電容式渦街流量儀表
5． LUGB/E 系列電池供電型渦街流量儀表
6． 潛水型/分體型渦街流量儀表（協(xié)議訂貨）
7． 多功能曲線紀(jì)錄積算儀，帶 P/T 補(bǔ)償功能、中文液晶顯示
8． 智能流量積算儀，數(shù)碼管顯示
LUGB/E 型渦街流量儀表廣泛適用于石油、化工、冶金、熱力、紡織、造紙等行業(yè)對過熱蒸汽、飽和蒸汽、壓縮空氣和一般氣體(氧氣、氮?dú)鈿錃狻⑻烊粴?、煤氣? 、水和液體（如：水、汽油、酒精、苯類等）的計量和控制.
二、渦街流量計工作原理
在流體中設(shè)置非流線型旋渦發(fā)生體（阻流體），則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生兩列有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼渦街，如圖(一)所示。
旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為 f，被測介質(zhì)來流的平均速度為 V，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為 d，表體通徑為 D，根據(jù)卡曼渦街原理，有如下關(guān)系式:
f=StV/d 公式(1)
式中：
f－發(fā)生體一側(cè)產(chǎn)生的卡門旋渦頻率
St－斯特羅哈爾數(shù)（無量綱數(shù)）
V－流體的平均流速
d－旋渦發(fā)生體的寬度
由此可見，通過測量卡門渦街分離頻率便可算出瞬時流量。其中,斯特羅哈爾數(shù)（St）是無因次未知數(shù)，圖（二）表示斯特羅哈爾數(shù)（St）與雷諾數(shù)（Re）的關(guān)系。
在曲線表中 St＝0.17 的平直部分，漩渦的釋放頻率與流速成正比,即為渦街流量傳感器測量范圍度。只要檢測出頻率 f 就可以求得管內(nèi)流體的流速，由流速 V 求出體積流量。所測得的脈沖數(shù)與體積量之比，稱為儀表常數(shù)（K），見式（2）
K＝N/Q（1/m3） 公式（2）
式中：K＝儀表常數(shù)（1/m3）。
N＝脈沖個數(shù)
Q＝體積流量（m3）
一、旋進(jìn)旋渦流量計產(chǎn)品特點(diǎn)、用途和適用范圍
很高興您購買本款智能旋進(jìn)旋渦流量計，該流量計是我公司通過多年實踐和學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù)開發(fā)研制的具有**水平的新型氣體流量儀表。該流量計可集流量、溫度、壓力檢測功能于一體，并能進(jìn)行溫度、壓力、壓縮因子自動補(bǔ)償，并且具有較強(qiáng)的抗震動和抗干擾能力，高精度和高重復(fù)性,是石油、化工、電力、冶金等行業(yè)用于氣體計量的理想儀表。
1.1 產(chǎn)品主要特點(diǎn)
1.無機(jī)械可動部件，不易腐蝕，穩(wěn)定可靠，壽命長，長期運(yùn)行無須特殊維護(hù)；
2.采用 16 位計算機(jī)芯片，集成度高，體積小，性能好，整機(jī)功能強(qiáng)；
3.智能型流量計集流量探頭、微處理器、壓力、溫度傳感器于一體, 采取內(nèi)置式組合,使結(jié)構(gòu)更加緊湊，可直接測量流體的流量、壓力和溫度，并自動實時跟蹤補(bǔ)償和壓縮因子修正；
4.采用雙探頭檢測技術(shù)及新型傳感器處理技術(shù)、合理的安裝方式，大大地提高信號強(qiáng)度，使傳感器能準(zhǔn)確地檢測出信號，并抑制由管線振動引起的干擾；
5.采用國內(nèi)**的智能抗震技術(shù)，有效的抑制了震動和壓力波動造成的干擾信號；
6.采用漢字點(diǎn)陣顯示屏，顯示位數(shù)多，讀數(shù)直觀方便，可直接顯示工作狀態(tài)下的體積流量、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量、總量，以及介質(zhì)壓力、溫度等參數(shù)；
7.轉(zhuǎn)換器可輸出頻率脈沖、4～20mA 模擬信號，并具有 RS485 接口，可直接與計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，傳輸距離可達(dá) 1.2km；
8.多物理量參數(shù)報警輸出，可由用戶任選其中之一；
9.壓力、溫度信號為傳感器輸入方式，互換性強(qiáng)；
10.整機(jī)功耗低，可用內(nèi)置電池供電，也可外接電源。
1.2 主要用途
智能旋進(jìn)旋渦流量計可廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、冶金、城市供氣等行業(yè)測量各種氣體流量，是目前油田和城市天然氣輸配計量和貿(mào)易計量的*選產(chǎn)品。
二、旋進(jìn)旋渦流量計結(jié)構(gòu)與工作原理
2.1 流量計結(jié)構(gòu)
旋進(jìn)旋渦流量計結(jié)構(gòu)緊湊，主要由殼體、旋渦發(fā)生體、傳感器（溫度、壓力、流量）、整流器和積算儀構(gòu)成。
1.旋渦發(fā)生體：用鋁合金制成，具有一定角度的螺旋葉片，它固定在殼體收縮段前部，強(qiáng)迫流體產(chǎn)生強(qiáng)烈的旋渦流。
⒉殼體：本身帶有法蘭，并有一定形狀的流體通道，根據(jù)不同的工作壓力，殼體材料可采用鑄鋁合金或不銹鋼。
⒊智能流量計積算儀：由溫度、壓力檢測模擬通道、流量檢測數(shù)字通道以及微處理單元、液晶驅(qū)動電路和其它輔助電路組成，并配有外輸信號接口。
4.溫度傳感器：以 Pt100/pt1000 鉑電阻為溫度敏感元件，在一定溫度范圍內(nèi)，其電阻值與溫度成對應(yīng)關(guān)系。
5.壓力傳感器：以壓阻式擴(kuò)散硅橋路為敏感元件，其橋臂電阻在外界壓力作用下會發(fā)生預(yù)期變化，因此在一定激勵電流作用下，其兩個輸出端的電位差與外界壓力成正比。
6.流量傳感器：安裝在靠近殼體擴(kuò)張段的喉部，可檢測出旋渦進(jìn)動的頻率信號。
7.整流器：固定在殼體出口段，其作用是消除旋渦流，以減小對下游儀表性能的影響。
2.2 工作原理
流量傳感器的流通剖面類似文丘利管的型式（如圖 2）。在入口側(cè)安放一組螺旋型導(dǎo)流葉片，當(dāng)流體進(jìn)入流量傳感器時，導(dǎo)流葉片迫使流體產(chǎn)生劇烈的旋渦流。當(dāng)流體進(jìn)入擴(kuò)散段時，旋渦流受到回流的作用，開始作二次旋轉(zhuǎn)，形成陀螺式的渦流進(jìn)動現(xiàn)象。該進(jìn)動頻率與流量大小成正比，不受流體物理性質(zhì)和密度的影響，檢測元件測得流體二次旋轉(zhuǎn)進(jìn)動頻率就能在較寬的流量范圍內(nèi)獲得良好的線性度。信號經(jīng)前置放大器放大、濾波、整形轉(zhuǎn)換為與流速成正比的脈沖信號，然后再與溫度、壓力等檢測信號一起被送往微處理器進(jìn)行積算處理，*后在液晶顯示屏上顯示出測量結(jié)果(瞬時流量、累積流量及溫度、壓力數(shù)據(jù))。積算儀原理框圖如圖 3 所示。
2.3 流量積算儀工作原理
流量積算儀由溫度和壓力檢測模擬通道、流量傳感器通道以及微處理器單元組成，并配有外輸出信號接口，輸出各種信號。流量計中的微處理器按照氣態(tài)方程進(jìn)行溫壓補(bǔ)償，并動進(jìn)行壓縮因子修正，氣態(tài)方程如下：
QN——標(biāo)況下的體積流量(Nm3/h)；
QV——工況下的體積流量(m3/h)；
Pa——當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ↘Pa）；
P ——流量計取壓孔測量的表壓（KPa）；
PN——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的大氣壓力（101.325 KPa）；
TN——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的絕對溫度（293.15K）；
T ——被測流體的絕對溫度（K）；
ZN——氣體在標(biāo)況下的壓縮系數(shù)；
Z ——氣體在工況下的壓縮系數(shù)；
注：當(dāng)用鐘罩或負(fù)壓標(biāo)定時取 ZN/Z=1，對天然氣(ZN/Z)1/2=FZ為超壓縮因子。按中國石油天然氣總公司的標(biāo)準(zhǔn) SY／T6143－1996 中的公式計算。
一、氣體渦輪流量計產(chǎn)品特點(diǎn)、用途和適用范圍
很高興您購買本款智能氣體渦輪流量計，該流量計是我公司新研發(fā)的新型氣體渦輪流量計，借鑒航空技術(shù)的先進(jìn)理念綜合了流體力學(xué)、電磁學(xué)等理論而自行研制開發(fā)的集溫度、壓力、流量傳感器和智能流量積算儀于一體的新一代高精度、高可靠性的氣體精密計量儀表，具有出色的低壓和高壓計量性能，多種信號輸出方式以及對流體擾動的低敏感性，廣泛適用于天然氣、煤制氣、液化氣、輕烴氣等氣體的計量。
結(jié)合現(xiàn)代化的加工設(shè)備，應(yīng)用完善有效的工藝手段。生產(chǎn)的流量計結(jié)構(gòu)合理，耐用性好，重復(fù)性好，安裝方便簡潔。我公司為廣大用戶提供高可靠性的產(chǎn)品，研發(fā)階段在軸承生產(chǎn)商的配合下，進(jìn)行了為期八個月的每天24小時連續(xù)的耐久性實驗，摸透了軸承和結(jié)構(gòu)的可靠性，表芯采用一體化設(shè)計。為您提供**的產(chǎn)品，**的可靠性保證。減少您的售后負(fù)擔(dān)。
1.1 產(chǎn)品特點(diǎn)
1.優(yōu)質(zhì)鋁合金渦輪，具有更高的穩(wěn)流和耐腐蝕作用；
2.專用儀表軸承，摩擦阻力小，密封性好，使用壽命長；
3.計量室與通氣室隔絕，保證了儀表的安全性；
4.智能型流量計集微處理器、溫度、壓力傳感器于一體，直接測量被測氣體的流量、溫度和壓力，并自動進(jìn)行流量跟蹤補(bǔ)償和壓縮因子修正運(yùn)算，顯示標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（Pb=101.325KPa,Tb=293.15K）的氣體體積累積量，可實時查詢溫度壓力數(shù)值；
5..流量范圍寬（Qmax/Qmin≥20:1)，重復(fù)性好，精度高（可達(dá)1.0級），壓力損失小，始動流量低，可達(dá)0.6m3/h；
6.儀表具有脈沖信號、模擬信號輸出，以及RS485通訊接口，采用專用MODEM，可通過電話網(wǎng)絡(luò)直接與客戶的遠(yuǎn)程集抄系統(tǒng)相連，實現(xiàn)計算機(jī)數(shù)據(jù)的集中采集和實時管理；
7.智能化儀表系數(shù)多點(diǎn)非線性修正；
8.內(nèi)置式壓力、溫度傳感器，安全性能高、結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀；
9.專用液晶顯示屏，讀數(shù)直觀方便。智能型流量計可同時顯示標(biāo)況累積流量、標(biāo)況瞬時流量以及介質(zhì)的溫度、壓力等參數(shù)；
10.系統(tǒng)低功耗工作，可采用鋰電池供電，也可外接電源；
11.具有實時數(shù)據(jù)存儲功能，可防止更換電池或突然掉電時數(shù)據(jù)丟失，在停電狀態(tài)下，內(nèi)部數(shù)據(jù)可永久性保存；
12.可與IC卡預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)配套使用，便于貿(mào)易結(jié)算。
1.2 主要用途
氣體渦輪流量計廣泛用于石油、化工、冶金、航空、科研等部門及工業(yè)領(lǐng)域中多種氣體，如天然氣、城市燃?xì)?、丙烷、丁烷、空氣、氮?dú)獾葰怏w的測量。儀表準(zhǔn)確度高、重復(fù)性好，適用于貿(mào)易計量及工業(yè)過程檢測。智能型流量計集溫度、壓力于一體，在線跟蹤檢測介質(zhì)溫度和壓力并進(jìn)行自動補(bǔ)償、壓縮因子修正運(yùn)算，具有優(yōu)良的低壓和高壓計量性能，適用于天然氣等氣體的精確計量。
二、氣體渦輪流量計結(jié)構(gòu)與工作原理
2.1 流量計結(jié)構(gòu)
氣體渦輪流量計結(jié)構(gòu)緊湊，主要由殼體、葉輪、傳感器（溫度、壓力、流量）、整流器和積算儀構(gòu)成。
1.殼體：本身帶有法蘭，并有一定形狀的流體通道，根據(jù)不同的工作壓力，殼體材料可采用鑄鋁合金、碳鋼或不銹鋼。
2.整流器：強(qiáng)迫流體加速，消除任何可能存在的氣流擾動，即使在非理想的安裝環(huán)境下，也能夠保證高精度。
3.葉輪：用鋁合金制成，具有一定角度的螺旋葉片，它固定在殼體中間部位，克服摩擦力矩和流體阻力矩旋轉(zhuǎn)。
4.智能流量積算儀：溫度、壓力檢測模擬通道、流量檢測數(shù)字通道以及微處理單元、液晶驅(qū)動電路和其它輔助電路組成，并配有外輸信號接口。
5.壓力傳感器：以壓阻式擴(kuò)散硅橋路為敏感元件，其橋臂電阻在外界壓力作用下會發(fā)生預(yù)期變化，因此在一定激勵電流作用下，其兩個輸出端的電位差與外界壓力成正比。
6.流量傳感器：安裝在靠近葉輪后端，可檢測出從同軸轉(zhuǎn)動的信號輪上發(fā)出的頻率信號。
7.溫度傳感器：以Pt100/pt1000鉑電阻為溫度敏感元件，在一定溫度范圍內(nèi)，其電阻值與溫度成對應(yīng)關(guān)系。
2.2 工作原理
當(dāng)流體流入流量計時，在進(jìn)氣口專用一體化整流器的作用下得到整流并加速，由于渦輪葉片與流體流向成一定角度，此時渦輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩，在克服摩擦力矩和流體阻力矩后，渦輪開始旋轉(zhuǎn)。在一定的流量范圍內(nèi)，渦輪旋轉(zhuǎn)的角速度與流體體積流量成正比。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，利用韋根傳感器從同軸轉(zhuǎn)動的信號輪上感應(yīng)出與流體體積流量成正比的脈沖信號，該信號經(jīng)放大、濾波、整形后與溫度、壓力傳感器信號一起進(jìn)入智能流量積算儀的微處理單元進(jìn)行運(yùn)算處理，并把氣體的體積流量和總量直接顯示于 LCD屏上。
一、錐形流量計介紹
1、綜述
錐形流量計是一種新型的可精確測量各種雷諾數(shù)的高精度流量計，可滿足各種介質(zhì)的應(yīng)用條件要求其操作原理同其它各種類型的差壓原理相同，都是基于密封管道中的能量守恒定理，錐形流量計由于具有****的設(shè)計結(jié)構(gòu)，因而性能更優(yōu)。
錐形流量計是在管道中心處懸掛一錐形節(jié)流件，錐形件阻礙介質(zhì)的流動，重塑流速曲線，在錐形性的下游可立即形成低壓區(qū)，管道上游的正壓同經(jīng)節(jié)流件節(jié)流后的下游的負(fù)壓之間有一差壓，將正、負(fù)壓用取壓口取出，正壓口位于管道的上游，負(fù)壓口位于椎體的末端，通過測量兩者之間差壓，根據(jù)伯努利方程即可計算出管道中的流量，椎體位于管線中心，可對所測介質(zhì)的流速曲線進(jìn)行優(yōu)化，因此測量精度高，對儀表上、下游的直管段要求低。
錐形流量計可測量各種工況（溫度和壓力）條件下的氣相、混合氣相、液相、多相液體、氣液兩相（濕氣、液相質(zhì)量比≤5%）、粉末、高粘度、高流速、臟污、含有固體懸浮顆粒的液相、溶液振動、電磁干擾等介質(zhì)的流量。流體的條件可從深低溫到超臨界狀態(tài)。工作溫度*高850℃，*大壓力42.0MPa。若用特殊結(jié)構(gòu)材質(zhì)，溫度壓力還可以更高。可測量*高雷諾數(shù)500萬，*低雷諾數(shù)8000甚至更低。產(chǎn)生滿刻度差壓信號從*低小于0.1千帕到*高幾十千帕。
法蘭取壓型錐形流量計（VF），采用實心椎體截流體，并在管壁用法蘭取壓，配上遠(yuǎn)傳差壓變送器，可有效防止取壓口的堵塞，適合于含有固體顆粒粉塵介質(zhì)、高粘度液體及臟污介質(zhì)。
2、工作原理
錐形流量計是一種差壓型的流量儀表。以差壓原理設(shè)計的流量儀表已經(jīng)有了一百多年的應(yīng)用歷史了，差壓型流量計是基于密封管道中的能量轉(zhuǎn)換原理，也就是說對于穩(wěn)定流體，管道壓力與管道中的介質(zhì)流速的平方根成反比：速度增加壓力會下降，當(dāng)介質(zhì)接近椎體時，其壓力為P1，在介質(zhì)通過椎體的節(jié)流區(qū)時，速度會增加壓力會降低為P2，如圖1所示，P1和P2都通過錐形流量計的取壓口引到后接差壓變送器上，流速發(fā)生變化時，錐形流量計的兩個取壓口之間的差壓值會增大或縮小。當(dāng)流速相同時，若節(jié)流面積大，則產(chǎn)生的差壓值也大，β值等于錐體的節(jié)流面積除以管道內(nèi)徑的截面積（可換算成兩者之間的直徑比）。
3、主要計算公式：
錐體的外形是通過多年的連續(xù)試驗、評估和改進(jìn)后得出的，是此類流量計的*佳外形。能在不同的工況中使用。我們可以借助管道流速曲線來理解錐形流量計的性能。如果介質(zhì)通過一個很長的管道，而且在管道中沒有受到任何阻礙和干擾，那它的流速分布將很均勻?？拷鼙诘牧魉賻缀鯙榱悖艿乐行牡牧魉賹⑦_(dá)到*大。（如圖2）當(dāng)我們將錐體懸掛在管線中心時，錐體將直接同流體的高速區(qū)接角，迫使高速區(qū)的流體同近管壁低速區(qū)的流體混合從而使流速均勻化，這樣測出流體的流速更加準(zhǔn)確。
在現(xiàn)實工況中，流速是很難分布均勻的，很多情況都會造成流體分布的不均勻。管道上的任何變化都可能對流體造成影響：如彎頭、閥門、縮徑、擴(kuò)徑、泵、三通等等。而錐形流量計利用錐體對流速分布曲線進(jìn)行重新塑造（如圖3），經(jīng)過錐體“整流”后的流體分布趨于均勻，可保證儀表在惡劣的條件下獲得較高的測量精度。這樣使得錐形流量計的應(yīng)用范圍更加寬闊。
上游干擾造成流速曲線不規(guī)格
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