江蘇凱銘儀表有限公司
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更新時(shí)間：2025-07-29 21:23:32瀏覽次數(shù)：196次
聯(lián)系我時(shí)，請(qǐng)告知來自 儀表網(wǎng)煤氣管道流量計(jì)輸出的脈沖頻率信號(hào)不受流體物性和組分變化的影響，即儀表系數(shù)在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān)。但是作為流量計(jì)在物料平衡及能源計(jì)量...
煤氣管道流量計(jì)原理
在流體中設(shè)置三角柱型旋渦發(fā)生體，則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡門旋渦，如右圖所示，旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對(duì)稱地排列。
設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測(cè)介質(zhì)平均流速為 ，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，即可得到以下關(guān)系式：
f=SrU1/d=SrU/md ?。?）
式中 U1--旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速，m/s；
Sr--斯特勞哈爾數(shù)；
m--旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比
管道內(nèi)體積流量qv為
qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr (2)
K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 (3)
式中 K--流量計(jì)的儀表系數(shù)，脈沖數(shù)/m3（P/m3）。
K除與旋渦發(fā)生體、管道的幾何尺寸有關(guān)外，還與斯特勞哈爾數(shù)有關(guān)。斯特勞哈爾數(shù)為無量綱參數(shù)，它與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數(shù)有關(guān)，圖2所示為圓柱狀旋渦發(fā)生體的斯特勞哈爾數(shù)與管道雷諾數(shù)的關(guān)系圖。由圖可見，在ReD=2×104～7×106范圍內(nèi)，Sr可視為常數(shù)，這是儀表正常工作范圍。當(dāng)測(cè)量氣體流量時(shí)，VSF的流量計(jì)算式為
(4)
圖2 斯特勞哈爾數(shù)與雷諾數(shù)關(guān)系曲線
式中 qVn，qV--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（0oC或20oC，101.325kPa）和工況下的體積流量，m3/h；
Pn，P--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的壓力，Pa；
Tn，T--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的熱力學(xué)溫度，K；
Zn，Z--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下氣體壓縮系數(shù)。
由上式可見，VSF輸出的脈沖頻率信號(hào)不受流體物性和組分變化的影響，即儀表系數(shù)在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān)。但是作為流量計(jì)在物料平衡及能源計(jì)量中需檢測(cè)質(zhì)量流量，這時(shí)流量計(jì)的輸出信號(hào)應(yīng)同時(shí)監(jiān)測(cè)體積流量和流體密度，流體物性和組分對(duì)流量計(jì)量還是有直接影響的。
煤氣管道流量計(jì)便是依據(jù)卡門旋渦原理進(jìn)行封閉管道流體流量測(cè)量的新型流量計(jì)。因其具有良好的介質(zhì)適應(yīng)能力，無需溫度壓力補(bǔ)償即可直接測(cè)量蒸汽、空氣、氣體、水、液體的工況體積流量，配備溫度、壓力傳感器可測(cè)量標(biāo)況體積流量和質(zhì)量流量，是節(jié)流式流量計(jì)的理想替代產(chǎn)品。
為提高煤氣管道流量計(jì)的耐高溫及抗振動(dòng)性能，我公司新近開發(fā)出了SDLU改進(jìn)型渦街流量傳感器，因其的結(jié)構(gòu)和選材使該傳感器可在高溫（350℃）、強(qiáng)振動(dòng)（≤1g）的惡劣工況下使用。
在實(shí)際應(yīng)用中，往往流量遠(yuǎn)低于儀表的上限值，隨著負(fù)荷的變化，最小流量又往往會(huì)低于儀表的下限值，儀表并非工作在它的工作段，為了解決這一問題，通常采用在測(cè)量處縮徑提高測(cè)量處的流速，并選用較小口徑的儀表以利于儀表的測(cè)量，但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長度為15D以上的直管段進(jìn)行整流，使加工、安裝都不方便。我公司研制的縱斷面形狀為圓弧的LGZ變徑整流器，具有整流、提高流速及改變流速分布多重作用，其結(jié)構(gòu)尺寸小，僅為工藝管內(nèi)徑的1/3，與煤氣管道流量計(jì)作成一體，不僅不需要另外附加一段直管段，還可以降低對(duì)工藝管直管段的要求，安裝非常方便。
為了使用方便，電池供電的本地顯示型煤氣管道流量計(jì)采用微功耗，采用鋰電池供電可不間斷運(yùn)行一年以上，節(jié)省了電纜和顯示儀表的采購安裝費(fèi)用，可就地顯示瞬時(shí)流量、累積流量等。溫度補(bǔ)償一體型煤氣管道流量計(jì)還帶有溫度傳感器，可以直接測(cè)量出飽和蒸汽的溫度并計(jì)算出壓力，從而顯示飽和蒸汽的質(zhì)量流量。溫壓補(bǔ)償一體型帶有溫度、壓力傳感器，用于氣體流量測(cè)量可直接測(cè)量出氣體介質(zhì)的溫度和壓力，從而顯示氣體的標(biāo)況體積流量。
四、技術(shù)指標(biāo)
1．測(cè)量介質(zhì)：液體、氣體、飽和蒸汽、過熱蒸汽。
2．精度等級(jí)：液體±1.0%，氣體(蒸汽) ±1.5%，插入式±2.5%。
3．工作壓力：1.6MPa，2.5MPa，4.0MPa，6.4MPa。
4．介質(zhì)溫度：普通型-40～150℃ 中溫型-40～250℃ 高溫型-40～350℃。
5．輸出信號(hào)：三線電壓脈沖，低電平0～1V，高電平 > 4V，占空比50%； 二線制標(biāo)準(zhǔn)電流4～20mA；三線制標(biāo)準(zhǔn)電流0～10mA。
6．工作環(huán)境：-35℃～+60℃，濕度≤95%RH。
7．工作電源：DC12V；DC24V。
8．殼體材料：碳鋼、不銹鋼。
9．防爆類型：本安型 ExibIICT6。、
對(duì)直管段的要求
為了確保儀表正常、準(zhǔn)確運(yùn)行，傳感器安裝點(diǎn)的上下游必須有一定的直管道，以調(diào)整流場，如圖所示。
圖1：同心縮管；
圖2：同心擴(kuò)管；
圖3：一個(gè)90度彎頭；
圖4：同一平面兩個(gè)90度彎頭；
圖5：不同平面兩個(gè)90度彎頭；
圖6 ：調(diào)節(jié)閥應(yīng)安裝在傳感器下游5D以 遠(yuǎn)處，若必須安裝在傳感器上游，則傳感器上游應(yīng)有不小于50D的 等徑直管段，下游應(yīng)有不小于5D 的等徑直管段。
九、對(duì)管道的要求
1)上、下游配管內(nèi)徑D和與傳感器內(nèi)徑DN相同，其差異滿足下述條件：0.95DN≤D≤1.1DN。
2)配管應(yīng)與傳感器同心，同軸度應(yīng)小于0.05DN。
3)密封墊不能凸入管道內(nèi)，其內(nèi)徑可比傳感器內(nèi)徑略大。
4)如需斷流檢查與清洗傳感器，應(yīng)設(shè)置旁通管道，如下圖所示。
對(duì)管道振動(dòng)的要求
傳感器盡量避免安裝在振動(dòng)較強(qiáng)的管道上，若不得已要安裝時(shí)，必須采取減震措施，在傳感器的上下游2D處分別設(shè)置管道緊固裝置，并加防振墊。
特別注意：在空壓機(jī)出口處振動(dòng)較強(qiáng)，不能安裝傳感器，應(yīng)安裝在儲(chǔ)氣罐之后。
產(chǎn)品選型表
1、明確管道內(nèi)徑、測(cè)量介質(zhì)名稱、介質(zhì)狀態(tài)、工作壓力、工作溫度、工藝流量范圍(最小、正常、工況流量m3/h，)非工況流量可根據(jù)用戶提供參數(shù)定做。
2、根據(jù)上述參數(shù)查閱流量范圍參考表，選擇管徑的大小，使用的流量應(yīng)不小于流量計(jì)額定流量的50%。
現(xiàn)如今能源正在逐步減少，所以國家出臺(tái)了關(guān)于能源管理的相關(guān)條例，其中明確指出，煤氣管道流量計(jì)在應(yīng)用于貿(mào)易結(jié)算中必須要到相關(guān)的檢定部門做技術(shù)檢定，出具相應(yīng)的證書后才能投入使用。
現(xiàn)常用的煤氣管道流量計(jì)檢定方法有兩種：
標(biāo)準(zhǔn)表法
用煤氣管道流量計(jì)作標(biāo)準(zhǔn)器與被檢流量計(jì)串聯(lián)，可用靜態(tài)法或動(dòng)態(tài)法檢定。通過比較兩臺(tái)流量計(jì)的讀數(shù)，求得被檢煤氣管道流量計(jì)誤差。
標(biāo)準(zhǔn)表法流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置的特點(diǎn)：
標(biāo)準(zhǔn)表法裝置適用于計(jì)量各種流體（包括液體和氣體），也適用于各種粘度的液體。
進(jìn)行示值檢定時(shí)，作為標(biāo)準(zhǔn)表的流量計(jì)與被檢流量計(jì)串聯(lián)安裝于同一個(gè)封閉管道系統(tǒng)中，一般無時(shí)間測(cè)量誤差。
作為標(biāo)準(zhǔn)表的煤氣管道流量計(jì)，可以與被檢流量計(jì)各類相同，也可以不同。
用標(biāo)準(zhǔn)表法檢定流量計(jì)時(shí)可以不切斷氣流或液流，故適宜于在線檢定，也適用于作密閉管路的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器。
標(biāo)準(zhǔn)表法容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，密閉安全，不污染環(huán)境。
體積小，重量輕，裝置構(gòu)造簡單，操作方便，運(yùn)輸安裝較易，成本較低。
標(biāo)準(zhǔn)表流量計(jì)準(zhǔn)確度偏低，穩(wěn)定性較差，常需要定期或不定期進(jìn)行比對(duì)，以監(jiān)督其計(jì)量性能。標(biāo)準(zhǔn)表的檢定周期較短。
鐘罩法
由于形如鐘罩的開口容器，倒放入裝有密封液體（水或其它液體）的上開口圓筒形儲(chǔ)液槽內(nèi)。鐘罩是
浮在密封液體中，鐘罩內(nèi)的容積已知，在測(cè)量時(shí)間間隔內(nèi)，測(cè)量鐘罩上升（或下降）時(shí)吸入（或排出）氣體體積量，可求得氣體流量。
鐘罩法裝置是一種容積法氣體流量計(jì)裝置。
用鐘罩法檢定煤氣管道流量計(jì)時(shí)，可以采用進(jìn)氣方式或排出方式兩種檢定方法。進(jìn)氣方式工作壓力高于鐘罩余壓，流量較大。排氣方式工作壓力一般小于鐘罩余壓，流量較小。
鐘罩有水封和油封式，對(duì)水封式鐘罩，若用排氣方式檢定流量計(jì)，被檢流量計(jì)的溫度低于鐘罩內(nèi)的水溫時(shí)，要考慮空氣中的水蒸汽結(jié)露而產(chǎn)生的誤差。
鐘罩法只能用于計(jì)量接近大氣壓力的空氣流量計(jì)。煤氣表和濕式氣體流量計(jì)常用此法檢定，流量范圍較小，可以檢定上限流量為（3000-5000）m3/h的流量計(jì)。裝置準(zhǔn)確度達(dá)0.2%~0.5%。
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