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金湖奧科儀表有限公司-*-空氣流量計(jì)
： 李(李萍)
金湖奧科儀表有限公司是專業(yè)生產(chǎn)數(shù)顯流量計(jì)，智能流量計(jì)，渦街流量計(jì)，渦輪流量計(jì)等流量?jī)x表產(chǎn)品的，本公司有多年生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。金湖奧科儀表有限公司在本行業(yè)里生產(chǎn)的這些數(shù)顯流量計(jì)，智能流量計(jì)，渦街流量計(jì)，渦輪流量計(jì)品質(zhì)價(jià)格合理，*。買數(shù)顯流量計(jì)，智能流量計(jì)，渦街流量計(jì)，渦輪流量計(jì)品質(zhì)產(chǎn)品就是買放心。
測(cè)量空氣流量計(jì)的*流量計(jì)是我公司生產(chǎn)的AK-LUGB型智能渦街式流量計(jì)，因?yàn)檫@款渦街（氨氣）流量計(jì)，具有溫度壓力補(bǔ)償功能，之所以測(cè)量氨氣要用帶有補(bǔ)償型的流量計(jì)是因?yàn)樵诓煌貐^(qū)不同工況條件下，可以精確計(jì)量氨氣的標(biāo)況流量，和工況流量。
這款流量計(jì)可以一體式現(xiàn)場(chǎng)液晶顯示 ，可以顯示瞬時(shí)流量，累計(jì)流量，輸出脈沖信號(hào)或者4-20ma。
一、的原理：
是由設(shè)計(jì)在流場(chǎng)中的旋渦發(fā)作體、檢測(cè)探頭及相應(yīng)的電子線路等構(gòu)成。當(dāng)流體流經(jīng)旋渦發(fā)作體時(shí)，它的兩邊就形成了替換改變的兩排旋渦，這種旋渦被稱為卡門渦街。斯特羅哈爾在卡門渦街理論的基礎(chǔ)上又提出了卡門渦街的頻率與流體的流速成正比，并給出了頻率與流速的關(guān)系式：
f = St × V/d 
式中：f 渦街發(fā)作頻率 (Hz)
V旋渦發(fā)作體兩邊的平均流速(m/s )
St 斯特羅哈爾系數(shù)（常數(shù)）
這些交替變化的旋渦就形成了一系列交替變化的負(fù)壓力，該壓力作用在檢測(cè)探頭上，便產(chǎn)生一系列交變電信號(hào)，經(jīng)過前置放大器轉(zhuǎn)換、整形、放大處理后，輸出與旋渦同步成正比的脈沖頻率信號(hào)或標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。
耐腐蝕，穩(wěn)定可靠，壽命長(zhǎng)，長(zhǎng)期運(yùn)行無須特殊維護(hù)；機(jī)電一體化，日常的計(jì)量過程不需人工值守；在工藝安裝條件不苛刻，儀表上、下游直管段可較孔板和渦街流量計(jì)大大縮短；測(cè)量準(zhǔn)確度能夠滿足目前的貿(mào)易計(jì)量要求(≤1.5%)；表體中同時(shí)集成溫壓補(bǔ)償補(bǔ)償功能，可測(cè)量流體的標(biāo)準(zhǔn)體積流量或標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量流量。采用全智能化、數(shù)字化電路設(shè)計(jì)，可自動(dòng)補(bǔ)償被測(cè)流體密度或標(biāo)況體積計(jì)算。采用鋰電池供電型無需外接電源既可連續(xù)工作兩年以上。
二、選型參數(shù) ：
可選擇口 徑：DN15～DN3000mm
工作的公稱壓力：0.6～42MPa
正常的工況溫度：-180～+500℃
精 度：±1.5%，鋰電池供電3.6V
輸出信號(hào)：4～20mA二線制；脈沖0～1000HZ；
氨氣流量計(jì)防護(hù)等級(jí)：IP65 IP67
執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：企標(biāo)Q/BET05-06
表頭顯示：累積流量；瞬時(shí)流量；工況溫度；工況壓力（溫壓補(bǔ)償式才有）；棒狀滿量程百分比；故障自檢
公稱通徑：卡裝式：DN10～DN300； 插入式：DN350～DN1000； 法蘭式：DN10～DN300。
三、結(jié)構(gòu)：
四、概述：
流量計(jì)采用卡門渦街原理制造，具有測(cè)量精度高、量程寬、功耗低、安裝方便、操作簡(jiǎn)單、壓力損失小等優(yōu)點(diǎn)，可測(cè)量工況體積流量或標(biāo)準(zhǔn)體積流量（一體化智能溫度、壓力補(bǔ)償），根據(jù)用戶需要，可附帶脈沖或4～20mADC電流輸出功能。是目前比較理想的。
五、工作原理
在流體管道中，垂直插入—個(gè)柱形阻擋物，在其后部（相對(duì)于流體流向）兩側(cè)就會(huì)交替地產(chǎn)生旋渦。隨著流體向下游流動(dòng)形成旋渦列，我們稱之為卡門渦街。我們把產(chǎn)生旋渦的柱形阻擋物定義為旋渦發(fā)生體在一定條件下旋渦的分離頻率與流體的流速成線性關(guān)系。因而，只要檢測(cè)出旋渦分離的頻率，即可計(jì)算出管道內(nèi)流體的流速或流量。
六、測(cè)量范圍
耐腐型通徑AK（mm） | 普通型通徑DN（mm） | 流 量 范 圍 | zui大壓力損失 | ||
空氣m/h 20℃0.101325 MPa | 水L/h 20℃ | 空氣（kPa） | 水（kPa） | ||
15 | 15 | 0.07～0.7 | 2.5～25 | 7.1 | 6.5 |
0.11～1.1 | 4.0～40 | 7.2 | 6.5 | ||
0.18～1.8 | 6.0～60 | 7.3 | 6.6 | ||
0.28～2.8 | 10～100 | 7.5 | 6.6 | ||
0.40～4.0 | 16～160 | 8.0 | 6.8 | ||
0.70～7.0 | 25～250 | 10.8 | 7.2 | ||
1.00～10 | 40～400 | 10 | 8.6 | ||
25 | 1.60～16 | 60～600 | 14 | 11.1 | |
25 | 3.00～30 | 100～1000 | 7.7 | 7 | |
4.50～45 | 160～1600 | 8.8 | 8 | ||
7.00～70 | 250～2500 | 12 | 10.8 | ||
50 | 11～110 | 400～4000 | 19 | 15.8 | |
50 | 18～180 | 600～6000 | 8.6 | 8.1 | |
25～250 | 1000～10000 | 10.4 | 11 | ||
80 | 40～400 | 1600～16000 | 15.6 | 17 | |
80 | 75～750 | 2500～25000 | 8.1 | ||
100 | 100～1000 | 4000～40000 | 9.5 | ||
100 | 150～1500 | 6000～60000 | 10 | ||
150 | 125 | 8000～80000 | |||
200 | 100000～1000000 | ||||
250 | 150 | 15000～150000 | |||
七、產(chǎn)品選型
代號(hào) | 通徑 | 流量范圍㎡/h | ||||||
AK-LUGB-25 | DN25 | 1~10液體 | 25~60（氣體） | 蒸汽流量請(qǐng)查看說明書，DN300以上推薦使用插入式渦街流量計(jì) | ||||
AK-LUGU-32 | DN32 | 1.5~18液體 | 15~150（氣體） | |||||
AK-LUGU-40 | DN40 | 2.2~27液體 | 22.6~150（氣體） | |||||
AK-LUGB-50 | DN50 | 4~55液體 | 35~350（氣體） | |||||
AK-LUGU80 | DN80 | 9~135液體 | 90~900（氣體） | |||||
AK-LUGB-100 | DN100 | 14~200液體 | 140~1400（氣體） | |||||
AK-LUGB-150 | DN150 | 32~480液體 | 300~3000（氣體） | |||||
AK-LUGB-200 | DN200 | 56~800液體 | 550~5500（氣體） | |||||
代號(hào) | 功能1 | |||||||
N | 無溫壓補(bǔ)償 | |||||||
Y | 有溫壓補(bǔ)償 | |||||||
代號(hào) | 輸出型號(hào) | |||||||
F1 | 4-20mA輸出（二線制） | |||||||
F2 | 4-20mA輸出（三線制） | |||||||
F3 | RS485通訊接口 | |||||||
代號(hào) | 被測(cè)介質(zhì) | |||||||
J1 | 液體 | |||||||
J2 | 氣體 | |||||||
J3 | 蒸汽 | |||||||
代號(hào) | 連接方式 | |||||||
L1 | 法蘭卡裝式 | |||||||
L2 | 法蘭連接式 | |||||||
代號(hào) | 功能2 | |||||||
E1 | 1.0級(jí) | |||||||
E2 | 1.5級(jí) | |||||||
T1 | 常溫 | |||||||
T2 | 高溫 | |||||||
T3 | 蒸汽 | |||||||
P1 | 1.6MPa | |||||||
P2 | 2.5MPa | |||||||
P3 | 4.0MPa | |||||||
D1 | 內(nèi)部3.6V供電 | |||||||
D2 | DC24V供電 | |||||||
B1 | 不銹鋼 | |||||||
B2 | 碳鋼 | |||||||
八、如何正確選擇安裝點(diǎn)
|
是以卡門（Kaman）和斯特勞哈（Strouhsl）有關(guān)旋渦的產(chǎn)生和旋渦與流速關(guān)系的理論來測(cè)量流量的。當(dāng)介質(zhì)以一定速度流過三角柱體時(shí)，在三角柱體兩側(cè)后面產(chǎn)生一個(gè)交替排列的旋渦帶，稱之為“卡門渦街"（見下圖）。
由于旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替產(chǎn)生旋渦，于是在發(fā)生體兩側(cè)產(chǎn)生壓力脈動(dòng)，從而使檢測(cè)體產(chǎn)生交變壓力，封裝在探頭體內(nèi)的壓電晶體元件在交變應(yīng)力的作用下，產(chǎn)生與旋渦同頻率的交變電荷信號(hào)，放大器將這種電荷信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、整形、zui后輸出頻率與介質(zhì)流速成正比的脈沖信號(hào)（或轉(zhuǎn)換成4 ～20mA信號(hào)）,送至積算儀進(jìn)行處理、顯示和控制。
一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)（2×104～7×106 ），旋渦的釋放頻率f與流體流速V及旋渦發(fā)生體的迎流面寬度d之間關(guān)系式為f=St?v/d，式中St 為斯特勞哈數(shù)，它是一個(gè)無量綱的系數(shù)，只要準(zhǔn)確測(cè)出頻率f，就可以求得流體流速v，由v求出體積流量。
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，這種旋渦稱為卡曼旋渦，如圖(一)所示。
圖(一)
在旋渦發(fā)生體下游形成交替有規(guī)律的旋渦列。設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測(cè)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，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HZ
St－斯特勞哈爾數(shù)（無量綱數(shù)）
V－流體的平均流速 (m/s)
d－旋渦發(fā)生體的寬度 (m)
由此可見，通過測(cè)量卡曼渦街分離頻率便可算出瞬時(shí)流量。其中,斯特羅哈爾數(shù)（St）是無因次未知數(shù)，
圖（二）表示斯特勞哈爾數(shù)（St）與雷諾數(shù)（Re）的關(guān)系。
圖（二）
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(cè)量范圍度。只要檢測(cè)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(cè)得的脈沖數(shù)與體積量之比，稱為儀表常數(shù)（K），見式（2）
K＝3600f/Q（1/m3） 公式（2）
式中：K＝儀表常數(shù)（m-3）。
f＝脈沖個(gè)數(shù)
Q＝體積流量（m3）
技術(shù)指標(biāo)
表(一)
公稱通徑(mm) | 15、20、25，40，50，65，80，100，125，150，200，250，300，(300～1000插入式) |
公稱壓力(MPa) | DN15-DN200 4.0(>4.0協(xié)議供貨)，DN250-DN300 1.6(>1.6協(xié)議供貨) |
介質(zhì)溫度(℃) | 壓電式：-40～150，-40～260，-40～330；電容式： -40～400，-40～500（協(xié)議訂貨） |
本體材料 | 1Cr18Ni9Ti，(其它材料協(xié)議供貨) |
允許振動(dòng)加速度 | 壓電式:0.2g 電容式:1.0～2.0g |
精確度 | ±1%R，±1.5%R；插入式：±2.5%R， |
范圍度 | 1：6～1：30 |
供電電壓 | 傳感器：DC +12V，DC +24V；變送器：DC +12V ，DC +24V；電池供電型：3.6V電池 |
輸出信號(hào) | 方波脈沖(不包括電池供電型)：高電平≥5V，低電平≤1V；電流：4～20mA |
壓力損失系數(shù) | 符合JB/T9249標(biāo)準(zhǔn) Cd≤2.4 |
防爆標(biāo)志 | 本安型：ExdⅡia CT2-T5隔爆型：ExdⅡCT2-T5 |
防護(hù)等級(jí) | 普通型IP65 潛水型 IP68 |
環(huán)境條件 | 溫度-20℃～55℃，相對(duì)濕度5%～90%，大氣壓力86～106kPa |
適用介質(zhì) | 氣體、液體、蒸汽 |
傳輸距離 | 三線制脈沖輸出型：≤300m，兩線制標(biāo)準(zhǔn)電流輸出型 (4～20mA) ≤1500m；負(fù)載電阻≤750Ω； RS485/HART≤1200m. |
選型參照表
儀表口徑 (mm) | 液體 | 氣體 | ||
測(cè)量范圍 (m3/h) | 輸出頻率范圍 (Hz) | 測(cè)量范圍 (m3/h) | 輸出頻率范圍 (Hz) | |
15 | 0.3～5 | 35～600 | 2.2～20 | 260～2000 |
20 | 0.6～10 | 29～420 | 4～36 | 210～1900 |
25 | 1.2～16 | 25～336 | 8.8～55 | 190～1140 |
32 | 1.8～20 | 18～264 | 10～150 | 156～1080 |
40 | 2～40 | 10～200 | 27～205 | 140～1040 |
50 | 3～60 | 8～160 | 35～380 | 94～1020 |
65 | 4～85 | 6～120 | 35～800 | 94～940 |
80 | 6.5～130 | 4.1～82 | 86～1100 | 55～690 |
100 | 15～220 | 4.7～69 | 133～1700 | 42～536 |
125 | 20～350 | 3.2～57 | 150～2000 | 38～475 |
150 | 30～450 | 2.8～43 | 347～4000 | 33～380 |
200 | 45～800 | 2～31 | 560～8000 | 22～315 |
250 | 65～1250 | 1.5～25 | 890～11000 | 18～221 |
300 | 95～2000 | 1.2～24 | 1360～18000 | 16～213 |
(300) | 100～1500 | 5.5～87 | 1560～15600 | 85～880 |
(400) | 180～3000 | 5.6～87 | 2750～27000 | 85～880 |
(500) | 300～4500 | 5.6～88 | 4300～43000 | 85～880 |
(600) | 450～6500 | 5.7～89 | 6100～61000 | 85～880 |
(800) | 750～10000 | 5.7～88 | 11000～110000 | 85～880 |
(1000) | 1200～1700 | 5.8～88 | 17000～170000 | 85～880 |
>(1000) | 協(xié)議 | 協(xié)議 | ||
表(三) 常用氣體介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度（0℃，絕壓P=0.1MPa）
氣體名稱 | 密度(kg/m3) | 氣體名稱 | 密度(kg/m3) |
空氣(干) | 1.2928 | 乙炔 | 1.1717 |
氮?dú)?/span> | 1.2506 | 乙烯 | 1.2604 |
氧氣 | 1.4289 | 丙烯 | 1.9140 |
氬氣 | 1.7840 | 甲烷 | 0.7167 |
氖氣 | 0.9000 | 乙烷 | 1.3567 |
氨氣 | 0.7710 | 丙烷 | 2.0050 |
氫氣 | 0.08988 | 丁烷 | 2.7030 |
一氧化碳 | 1.97704 | 天然氣 | 0.8280 |
二氧化碳 | 1.3401 | 煤制氣 | 0.8020 |
二．儀表的安裝設(shè)計(jì)
儀表的正確安裝是保障儀表正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，若安裝不當(dāng)，輕則影響儀表的使用精度，重則會(huì)影響儀表的使用壽命，甚至?xí)p壞儀表。
安裝環(huán)境要求：
盡可能避開強(qiáng)電設(shè)備、高頻設(shè)備、強(qiáng)開關(guān)電源設(shè)備。儀表的供電電源盡可能與這些設(shè)備分離。
避開高溫?zé)嵩春洼椛湓吹闹苯佑绊憽Ｈ舯仨毎惭b，須有隔熱通風(fēng)措施。
避開高濕環(huán)境和強(qiáng)腐蝕氣體環(huán)境。若必須安裝，須有通風(fēng)措施。
渦街流量?jī)x表應(yīng)盡量避免安裝在振動(dòng)較強(qiáng)的管道上。若必須安裝，須在其上下游2D處加設(shè)管道緊固裝置，并加防振墊，加強(qiáng)抗振效果。
儀表安裝在室內(nèi)，安裝在室外應(yīng)注意防水，特別注意在電氣接口處應(yīng)將電纜線彎成U形，避免水順著電纜線進(jìn)入放大器殼內(nèi)。
儀表安裝點(diǎn)周圍應(yīng)該留有較充裕的空間，以便安裝接線和定期維護(hù)。
儀表管道安裝要求：
渦街流量?jī)x表對(duì)安裝點(diǎn)的上下游直管段有一定要求，否則會(huì)影響介質(zhì)在管道中的流場(chǎng)，影響儀表的測(cè)量精度。儀表的上下游直管段長(zhǎng)度要求見圖(三) DN為儀表公稱口徑 單位:mm
傳感器上游 | 前后直管段長(zhǎng)度 | 傳感器上游 | 前后直管段長(zhǎng)度 |
同心收縮 |
| 一個(gè)90度 彎頭 |
|
同一平面兩 |
| 不同平面兩 |
|
同心擴(kuò)管 |
| 調(diào)節(jié)閥半開 |
|
圖(三)
注:調(diào)節(jié)閥盡可能不安裝在渦街流量?jī)x表的上游,而應(yīng)安裝在渦街流量?jī)x表的下游10D處。
上、下游配管內(nèi)徑應(yīng)相同。如有差異，則配管內(nèi)徑Dp與渦街儀表表體內(nèi)徑Db,應(yīng)滿足以下關(guān)系
0.98Db≤Dp≤1.05Db
上、下游配管應(yīng)與流量?jī)x表表體內(nèi)徑同心，它們之間的不同軸度應(yīng)小于0.05Db
儀表與法蘭之間的密封墊，在安裝時(shí)不能凸入管內(nèi)，其內(nèi)徑應(yīng)比表體內(nèi)徑大1-2mm
測(cè)壓孔和測(cè)溫孔的安裝設(shè)計(jì)。被測(cè)管道需要安裝溫度和壓力變送器時(shí)，測(cè)壓孔應(yīng)設(shè)置在下游3-5D處，測(cè)溫孔應(yīng)設(shè)置在下游6-8D處，見圖（七）。D為儀表公稱口徑，單位：mm
儀表口徑的確定和安裝設(shè)計(jì) 7 |
儀表在在管道上可以水平、垂直或傾斜安裝。
測(cè)量氣體時(shí)，在垂直管道安裝儀表，氣體流向不限。但若管道內(nèi)含少量液體，為了防止液體進(jìn)入儀表測(cè)量管，氣流應(yīng)自下而上流動(dòng)，如圖（四）a所示
測(cè)量液體時(shí)，為了保證管內(nèi)充滿液體，所以在垂直或傾斜管道安裝儀表時(shí)，應(yīng)該保證液體流動(dòng)方向從下而上。若管道內(nèi)含少量氣體，為了防止氣體進(jìn)入儀表測(cè)量管，儀表應(yīng)安裝在管線的較低處
如圖（四）b所示
圖（四）
測(cè)量高溫、低溫介質(zhì)時(shí)，應(yīng)注意保溫措施。轉(zhuǎn)換器內(nèi)部（表頭殼體內(nèi)）高溫一般不應(yīng)超過70℃；低溫易使轉(zhuǎn)換器內(nèi)部出現(xiàn)凝露，降低印制電路板的絕緣阻抗，影響儀表正常工作。
儀表的安裝外形尺寸：
口徑（mm） （mm） | A | B | C | CH |
15、20、25、32 | 70 | 55 | 365 | 425 |
40 | 85 | 80 | 390 | 450 |
50 | 85 | 90 | 400 | 460 |
65 | 85 | 105 | 415 | 475 |
80 | 85 | 120 | 430 | 490 |
100 | 85 | 140 | 450 | 510 |
125 | 85 | 168 | 478 | 538 |
150 | 100 | 194 | 504 | 564 |
200 | 100 | 248 | 558 | 618 |
250 | 115 | 300 | 610 | 670 |
300 | 130 | 350 | 660 | 720 |
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：李萍
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