• 产品描述

在研究了实际层流流量计的性能和特性之后，提出了这种类型的传感器的新配置，使得可以较小化由装置的固有性质引入的测量误差。初步研究表明，正在发展的进入区域在所有这些装置中引入了非线性效应。这些效应不仅导致误差，而且还导致Poiseuille关系的线性校准方面的斜率变化。在对如何减少这些非线性误差的后续分析之后，引入了这种类型的流量计的新配置。该装置利用沿其长度在三个位置处具有压力接头的流量元件并连接到三个隔离腔室。通过这种方式，静压可以在三个位置测量，并通过每个腔室水平的压力抽头来实现。因此，线性化误差减小，另外的优点是产生减小的压降。

一、燃气流量计概述：
燃气流量计主要用于工业管道流体介质的流量侧量，如气体、液体、蒸汽等多种介质。其特点是压力损失小，量程范围大，精度高，在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件，因此可靠性高，维护量小。仪表常数能长期稳定。插入式仪表在管道的插入口安装，球阀则可进行不断流装卸。以便在脏污介质中运行时定期清洗和维修。本仪表采用压电应力式传感器，可靠性高，可在-20℃至+300℃的工作温度范围内工作。有模拟标准信号，也有数字脉冲信号输出，容易与计算机等数字系统配套使用，是一种比较先进、理想的流量仪表。

二、燃气流量计工作原理
      在流体中垂直地插入一根柱状阻力体时，在其两侧就会交替地产生旋涡，随着流体下游方向运动，形成旋涡列，称为卡曼燃气，见图1。产生燃气的阻力体称旋涡发生体。实验证明，旋涡的频率与流速成正比。
      实验证明:当两列旋涡之间的距离h和同列两个旋涡之间的距离L满足公式h/L=0.281时非对称旋涡列就能保持稳定状态。当流体雷诺数Re在5000-150000之间范围内时，Sr基本不变，所以当旋涡发生体柱宽d和斯特劳哈尔数Sr为定值时旋涡发生体的频率f与流体的平均流速成正比，即与流Q成正比而与压力、温度、密度等参数无关。
    当旋涡在柱体两侧产生时，传感器受到与流向垂直的交变升力的作用感生信号，升力的变化频率是旋涡频率，传感器将信号送转换器放大整形后得到与流速成线性比例的脉冲信号直接输出或将其转换成4~20mA标准信号输出。

三、燃气流量计特点：
①：压力损失小,量程范围大,精度高,在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。
②：无可动机械零件，因此可靠性高,维护量小，结构简单而牢固，长期运行十分可靠；
③：安装简单，维修十分方便；
④：检测传感器不直接接触介质，性能稳定，寿命长；
⑤：输出是与流量成正比的脉冲信号，无零点漂移，精度高，并方便和计算机联网；
⑥：测量范围宽，量程比可达10：1；   压力损失较小，运行费用低，更具节能意义；
⑦：应用范围广，蒸汽、气体、液体的流量均可测量； 检定周期为二年。
测量蒸汽时，当蒸汽温度小于200℃、口径不大于DN100也可以选用一体式温压补偿燃气流 量计，这时显示的是补偿后的质量流量,当蒸汽温度大于200℃、口径大于DN100不建议使用该类型仪表；测量气体时，也可以选用一体式温压补偿燃气流量计，这时显示的是标况和工况体积流量。一体式温压补偿燃气流量计计量较为准确， 但稳定性和读数方便性不如分体式,如下图：
一体温压补偿燃气流量计
            ㈢、测量蒸汽、气体有时也选用一体不带补偿燃气流量计， 如下图。测量蒸汽显示的是未补偿的质量流量，测量气体显示的工况体积流量。当温度和压力比较稳定时该类型仪表计量也大致准确；当实际温度、压力与用户给定的参数有较大偏离时，测量的结果就会有较大的误差。实际上蒸汽的温度、压力波动都比较大，所以测量蒸汽*选用分体式带温压补偿燃气流量计，这样计量准确，便于读数。
一体不补偿燃气
            ㈣、测量除盐水、软化水、纯净水、高温水选用一体或分体不补偿燃气流量计；
            ㈤、测量自来水、污水、酸碱液、电解液、空调循环水等优选电磁流量计；
            ㈥、测量柴油、汽油、食用油选用椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、涡轮流量计；
            ㈦、测量导热油选用标准孔板流量计。

四、还要确定燃气流量计是否带以下功能
            1、需给PLC、DCS、积算仪、数显表等提供输入信号，则须带4-20mA电流输出；
            2、需要采集温度、压力、流量流量计的数据，则须带RS485/RS232通讯接口；
            3、是否需要配备壁挂式仪表箱，以便于固定和保护智能积算仪；
            4、是否需要配备后备电源，以能保证停电时整个测量系统能正常工作100小时以上；
            5、是否需要远程抄表，以实现对流量、温度、压力等参数实时监测。
    还要确定燃气流量计口径-基于流量的口径选型方法
           1、燃气流量计公称通径不同，其测量范围也不同，每一种通径其测量范围又随着被测介质的种类和温度、压力的变化而变化。
           2、选燃气流量计口径时不应该按管道口径直接选择同口径的流量计，而应使实际瞬时流量与该口径的流量范围相匹配。
           3、燃气流量计选择合适的口径是为了解决目前的计量，在流量合适的情况下兼顾到后期流量增大的情况；而不是相反，只考虑以后流量可能增大，而不顾现在有可能流量较小。
           4、测量饱和蒸汽时，确定工况温度与压力二者之一和大致流量范围，便可通过查表法（表二、三）确定燃气流量计公称通径；
           5、测量过热蒸汽时，确定工况温度和压力，通过查表法（表四）确定其密度，通过此密度和大致流量范围，利用查表法（表二、三）确定燃气流量计公称通径。
           6、测量气体和液体时，首先确定介质在工况下大致流量范围，就可通过查表法（表一）确定燃气流量计公称通径。

五、燃气流量计技术指标
1．测量介质：液体、气体、饱和蒸汽、过热蒸汽。
2．精度等级：液体±1.0%，气体（蒸汽） ±1.5%，插入式±2.5%。
3．工作压力：1.6MPa，2.5MPa，4.0MPa，6.4MPa。
4．介质温度：普通型-40～150℃ 中温型-40～250℃ 高温型-40～350℃。
5．输出信号：三线电压脉冲，低电平0～1V，高电平 > 4V，占空比50%； 二线制标准电流4～20mA；三线制标准电流0～10mA。
6．工作环境：-35℃～+60℃，湿度≤95%RH。
7．工作电源：DC12V；DC24V。
8．壳体材料：碳钢、不锈钢。
9．防爆类型：本安型 ExibIICT6。

六、产品选型：
规格代码 说明
仪表种类 L 燃气流量计
工作原理 U 卡门涡街
产品种类 B 普通型
C 固定插入式
G 就地显示
安装型式 -2 法兰卡装
被测流体 2 液体
3 气体
通径代码 -01B 通径15mm
02A 通径20mm
02 通径25mm
03 通径32mm
04 通径40mm
05 通径50mm
06 通径65mm
08 通径80mm
10 通径100mm
12 通径125mm
15 通径150mm
20 通径200mm
25 通径250mm
30 通径300mm
35 通径350mm
40 通径400mm
45 通径450mm
50 通径500mm
XX(仅插入式) 通径XX*10mm
表体材质 C 碳钢
F 不锈钢
转换器型式 -1 组合式
输出信号 1 脉冲频率输出
2 0-10mA输出
3 4-12mA输出
流体温度 1 普通型-40┈+250oC
3 高温型+250oC┈+350oC
选型指南：
1 口径的确定：
传感器口径的不同，其测量范围也不同，而每一种口径其测量范围又随着被测介质的种类和工况温度，压力的变化而变化。
1.1对于饱和蒸汽而言，确定工况温度与压力二者之一和大致流量范围，便可通过查表法（表一）确定传感器的口径；对于过热蒸汽而言，确定工况温度和压力，通过查表法（表二）确定其密度，通过此密度和大致流量范围，利用查表法（表一）确定传感器口径。（注：表一中压力均为*压力，*压力=管道压力+大气压力）
1.2对于气体和液体而言，当介质条件不是表格中的条件或用于其他介质时，流量计的测量范围受介质密度和粘度的影响。需要首先确定介质的大致流量范围，通过查表法（表三）确定传感器的口径。
此时，流量范围近以下方法确定：
A. 下限流量：
1. 根据表一给出的下限流量Qminp基准介质密度p0(气体介质密度为1.293Kg/m3;液体密度为1000Kg/m3)和测量介质的密度p ,按下式计算不同使用介质密度的下限流量Qminp:
Qminp= Qminp×(p0/p)1/2(m3/h)……(2)
2. 根据使用介质的运动粘度V按下式计算粘度下限流量Qminv;
Qminv=6vd×104(m3/h)……(3)
D---管道内径（mm）
B. 上限流量：
一般情况下，介质的上限流速为液体9m/s,气体：80m/s;蒸汽90m/s;
2确定合适的配置：
A.确定使用远传型还是现场显示型；
B.选用远传型，如果是饱和蒸汽，应选择温度自动补偿密度或压力自动补偿密度；如果是过热蒸汽，应选择温度，压力同时补偿密度；其他介质根据实际情况确定是否需要补偿；如果要求计量准确度不高，温度或是夺力恒定，可选固定温度补偿，也可固定密度补偿。
     C.选择智能流量积算仪时，如果只要显示流量，压力，温度等参数，可选择数码管显示或液晶显示的智能流量积算仪，如果需要追溯历史数据，带有记忆功能，则应选用智能流量量积算无纸记录仪；
     D. 无论选择哪种智能流量积算仪，都应考虑是否需要带有RS485或RS232通讯接口；
     E.无论选择哪种智能流量积算仪，都应考虑是否需要配置后备电源，以便突然停电时仪表能够正常计量（配置不同，工作时间不同，一般在24-48小时以上）
     F.选择智能流量积算仪时，应考虑是否需要提供仪表箱，将智能积算仪放置其中，以防止设定参数随意调整；
G.选用远传型，应考虑是否需要无线无程流量监测系统，实现对各管路流量的实时监测和管理；
H.如果被测介质是易燃易爆物质或测量环境存在易燃易爆气体，应选用防爆型传感器及防爆型测量系统。
3传感器压力损失计算：
   传感器口径确定以后，可计算该传感器的夺力损失，以便确定该传感器是否对工艺管线有影响。
计算公式为：
                      P≤1.2PV2……(4)
其中：△P –传感器的压力损失（Pa）
       P –流体的密度（kg/m3）
       V- 管道内流体的平均流速（ m/s）
4液上保证：
  为防止液体汽化和气蚀，应使流量计处的流体压力P满足下式要求：
P＞2.6△P+1.25Ps……(5)
其中：Ps-与温度对应的该液体的饱和蒸汽压力（KPa）
      p- 流体压力（Pa）

七、燃气流量计选型举例
例一：工艺管道内径为DN100,介质为饱和蒸汽，用汽量大约为0.5t/h-3t/h,表压为0.4MPa，请选择仪表口径。
解：根据压力0.4MPA得知*压力为0.5MPA,由表二中查得温度为152度DN100的流量范围是0.4-0.35t/h,完全能够满足使用要求，故选择口径为DN100的燃气流量传感器，如果用汽量大约为0.3t/h-2t/h,则应选择口径为DN80的燃气流量传感器，这时工艺管道应由DN100缩径至DN80.
例二：工艺管道内径为DN100,介质为过热蒸汽，用汽量大约为0.5t/h-2.8t/h,表压为0.5Mpa,温度为220度，请选择仪表口径。
解：根据压力和温度由表三中查得，表压为0.5MPA,温度为220度时的密度是2.66，查表二得知：密度是2.66时，DN100的流量范围是0.40-3.50t/h,完全能够满足使用要求，故选择口径为DN100的燃气流量传感器。如果用汽量大约为0.3-2.0t/h,则应选择口径为DN80的燃气流量传感器。这时工艺管道应进行缩管处理。

流量计是在许多工业过程中广泛使用的装置，其可以在许多不同的压力和温度条件下使用许多不同的流量，并且可以具有关于成本，精度，安全性，压力损失或材料兼容性等的许多不同要求。已开发出各种不同类型的流量计，以满足所有情况下的要求，无论流体性质和环境如何巨大变化[ 1 ]。为更好的精度和自动化更容易日益请求已促使新类型的流量计的基础的发展，即主要是通过添加一些电子产品，在科里奥利力或超声，以及经典的，改善。