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詳細介紹
氮氣流量計： 曹
一、氮氣流量計概述：
氮氣以前主要用孔板流量計、旋意式流量計來測量，現(xiàn)在以渦街流量計更為常見，渦街流量計結(jié)合了老一代流量計所有的優(yōu)點，其計量精度更高、現(xiàn)場使用更穩(wěn)當。渦街流量計主要用于工業(yè)管道蒸汽流量的測量，如氣體、液體、蒸汽等介質(zhì)。其特點是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無可動機械零件，因此可靠性高,維護量小。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。本儀表采用壓電應(yīng)力式傳感器,可靠性高,有模擬標準信號,也有數(shù)字脈沖信號輸出,容易與計算機等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種比較*進、理想的流量儀表。
二、氮氣流量計工作原理：
當流體通過由螺旋形葉片組成的旋渦發(fā)生器后，流體被迫繞著發(fā)生體軸劇烈旋轉(zhuǎn)，形成旋渦。當流體進入擴散段時，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動現(xiàn)象。該進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)進動頻率，就知道了流量。而且能在較寬的流量范圍內(nèi)獲得良好的線性度。流量計算式為：
K=f/q
式中：K ——流量儀表系數(shù)l/m³
f——旋渦頻率 Hz
q——體積流量m³/s
流量計的儀表系數(shù)在一定的結(jié)構(gòu)參數(shù)和規(guī)定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)與流體的溫度、壓力、組分和物性（密度、粘度）無關(guān)。
流量計由傳感器和轉(zhuǎn)換顯示儀組成。
1、傳感器包括旋渦發(fā)生器、檢測元件、整流器和殼體。
旋渦發(fā)生器由特定螺旋形葉片組成，它固定在殼體收縮段前端，強迫流體產(chǎn)生強烈的旋渦流。
檢測元件安裝在靠近擴張管的喉部，用熱敏、壓電、應(yīng)變、電容或光纖等檢測元件可測出旋渦進動的頻率信號。
整流器固定在流量計表體出口，其作用是消除旋渦流，以減小下游流態(tài)對儀表測量的影響。
殼體設(shè)計成一定形狀的流道，使旋渦形成，固定和保護安裝在內(nèi)部的零部件，并通過法蘭與管道相連接。
2、轉(zhuǎn)換顯示儀
由壓電傳感器檢測到的微弱電壓信號經(jīng)過放大、濾波、整形后，變成頻率與流量成正比的脈沖信號，然后由顯示儀計數(shù)顯示。顯示儀配有外輸接口，輸出各種信號。對測量的氣體介質(zhì)可進行溫度和壓力的補償，轉(zhuǎn)換為標準狀況下的體積流量，并顯示。
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)生兩列有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡門渦街，如圖(一)所示。
在漩渦發(fā)生體中裝入電容檢測探頭或壓電檢測探頭及相應(yīng)匹配電路，即可構(gòu)成電容檢測式渦街流量/傳感器或壓電檢測式渦街流量傳感器。
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圖(一)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: 式一
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，式二。
式一 | 式二 |
f=St.V/〔（1-1.25d/D）d〕 | Q＝3600f/K或M=ρ3600 f/K |
式中：f－發(fā)生體一側(cè)產(chǎn)生的卡門旋渦頻率 | 式中：K＝儀表常數(shù)（1/m?）。 |
St－斯特羅哈爾數(shù) | M=質(zhì)量流量 |
V－流體的平均流速 | Q＝體積流量（m?/h） |
d－柱體流面寬度 | ρ=介質(zhì)密度（kg/m?） |
D-管道內(nèi)徑 | F=頻率Hz
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三、氮氣流量計自身特點：
1．結(jié)構(gòu)簡單而牢固，無可動部，可靠性高，長期運行十分可靠 。
2．安裝簡單，維護十分方便。
3．檢測傳感器不直接接觸被測介質(zhì)，性能穩(wěn)定，壽命長。
4．輸出是與流量成正比的脈沖信號，無零點飄移，精度高。
5．測量范圍寬，量程比可達1：20。
6．壓力損失較小，運行費用低，更具節(jié)能意義。
7．在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，輸出信號頻率不受流體物理性質(zhì)和組分變化的影響，儀表系數(shù)僅與旋渦發(fā)生體的形狀和尺寸有關(guān)，測量流體體積流量時無需補償，調(diào)換配件后一般無需重新標定儀表系數(shù)。
四、氮氣流量計選型指南：
A、壓電式法蘭卡裝型渦街流量計VN沼氣流量計連接方式：法蘭卡裝式（表體不帶法蘭）或法蘭連接式（表體本身帶法蘭）。一般建議選用法蘭卡裝式，因為其結(jié)構(gòu)緊湊，價格低，而且供貨周期短。
B、電容式法蘭連接型渦街流量計VN沼氣流量計結(jié)構(gòu)類型：一體型結(jié)構(gòu)和分體型結(jié)構(gòu)。一般采用一體型結(jié)構(gòu)，只有在特殊場合下采用分體型結(jié)構(gòu)（如：介質(zhì)溫度高時、環(huán)境溫度或濕度高時、帶現(xiàn)場顯示為讀數(shù)方便時）。
C、高溫高壓式法蘭連接型渦街流量VN沼氣流量計顯示方法：無現(xiàn)場顯示、帶現(xiàn)場顯示和只帶現(xiàn)場顯示?，F(xiàn)場顯示是指在表頭上裝有液晶顯示電路，可顯示累積流量、瞬時流量等參數(shù)。
D、壓電式管道開口插入型渦街流量計VN沼氣流量計信號輸出方式：脈沖信號輸出和4～20mA標準電流信號輸出。一般情況下建議采用脈沖信號輸出，因為脈沖信號直接與旋渦脫落頻率相對應(yīng)，不需轉(zhuǎn)換，具有zui高的累計精度；同時，脈沖信號傳輸效果較好。標準電流信號輸出一般用于與終端或控制系統(tǒng)組成流量測量系統(tǒng)。
E、.電容式法蘭連接型渦街流量計VN沼氣流量計防爆形式：非防爆型和本安防爆型。如果被測介質(zhì)是易燃易爆物質(zhì)或測量環(huán)境存在易燃易爆物質(zhì)，應(yīng)選用防爆型。
選型參數(shù)表：
型號 | 代碼 | 說明 |
AK-LUGB | 高溫蒸氣渦街流量計 | |
形式 | G | 滿管式 |
C | 插入式 | |
連接形式 | 1 | 法蘭卡裝式(*型，只可滿管式) |
2 | 法蘭連接式(溫壓補償式渦街必選，只可滿管式) | |
3 | 表體斷流拆裝式(只可插入式) | |
4 | 表體不斷流拆裝式(只可插入式) | |
測量介質(zhì) | 1 | 氣體、液體、蒸汽通用(只限智能顯示型) |
2 | 液體 | |
3 | 氣體 | |
4 | 飽和蒸汽、過熱蒸汽 | |
口徑 | □□□ | 口徑(參考附表) |
信號輸出 | 0 | 無輸出 |
1 | 電壓脈沖輸出 | |
2 | 兩線制4~20mA輸出 | |
介質(zhì)溫度 | 0 | 測量介質(zhì)溫度-40℃~+150℃ |
1 | 測量0介質(zhì)溫度-40℃~+280℃(C型250℃) | |
2 | 測量介質(zhì)溫度-40℃~+350℃(C型不可選) | |
3 | 測量介質(zhì)溫度-40℃~+420℃(只限傳感頭不斷流拆卸型) | |
形式方式 | 0 | 現(xiàn)場無顯示(無補償功能) |
1 | 現(xiàn)場顯示 | |
精度 | 0 | 1.0級(G型*，C型需協(xié)議供貨) |
1 | 0.5級(僅G型) | |
2 | 0.2級(僅G型，需協(xié)議供貨) | |
3 | 2.5級(C型*) | |
4 | 1.5級(C型需協(xié)議供貨) | |
5 | 低流速式(表體內(nèi)直接縮徑，1.5級) | |
表體形式 | 0 | 表體與放大器不分離 |
1 | 表體與放大器分離(小于10m,僅無補償) | |
2 | 表體潛水式 | |
供電形式 | 0 | 12VDC供電 |
1 | 24VDC供電 | |
2 | 3.6V鋰電池供電(限液晶無輸出型) | |
3 | 3.6V鋰電池、24VDC供電同時供(限液晶有輸出型) | |
補償方式 | 0 | C型 |
1 | 無補償(G型) | |
2 | 現(xiàn)場顯示氣體溫度、壓力補償(G型) | |
3 | 現(xiàn)場顯示過熱蒸汽溫度、壓力補償(G型) | |
4 | 現(xiàn)場顯示飽和蒸汽溫度、壓力補償(G型) | |
傳感頭形式 | 0 | C型 |
1 | 傳感頭斷流拆裝式(G型) | |
2 | 傳感頭不斷流拆裝式(G型) | |
工作壓力 | 0 | G型 |
1 | PN1.6MPa(C型) | |
2 | PN2.5MPa(C型，壓力等級≥2.5MPa，需協(xié)議供貨) | |
通訊形式 | 0 | 無通訊 |
2 | RS232通訊(限智能放大式) | |
4 | RS485通訊(限智能放大式)
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五、蒸汽流量計應(yīng)用領(lǐng)域：
適用介質(zhì) | 氣體 | 煤氣：焦爐煤氣、高爐煤氣、城市煤氣 | |
天然氣:包括含濕量5%以上的天然氣 | |||
各種碳氫化合物氣體：烷烴類、烯烴類等氣體 | |||
各種氣體制造：氫、氦、氬、氧、氮氣等 | |||
腐蝕性氣體：濕的氯化物氣體等 | |||
空氣：包括含水、含塵埃的空氣、壓縮空氣等 | |||
煙道氣：各種鍋爐、加熱爐排放的煙道氣 | |||
蒸汽 | 飽和蒸氣 | 過熱蒸汽 | |
液體 | 油類：原油、燃料油、含水乳化油、柴油等 | ||
水：原水、飲用水、生產(chǎn)水、污水等 | |||
各種水溶液：酸、堿、鹽水溶液等 | |||
有機物化學品：甲醇、乙二醇、二甲苯等 | |||
特殊流體 | 油+HC氣+沙 | ||
加氣的水：H2O+N2+空氣：H2O+CO2等 | |||
六、氮氣流量計通經(jīng)選擇及壓力損失參數(shù)表：
1、氮氣流量計通徑選擇：
流量計的通徑可根據(jù)zui大使用流量Qv來選擇。為了獲得盡可能寬的流量測量范圍，正常使用流量應(yīng)不小于流量計額定zui大流量的1/2。為保證流量計的準確度，雷諾數(shù)范圍應(yīng)在2×104～7×106內(nèi)。 選擇流量計通徑時，應(yīng)將已知標準狀態(tài)（1大氣壓，0℃）下的流量換算為工況狀態(tài)下的流量，以便從表（1.2）中選用適當?shù)牧髁坑嫛?br />①將標準狀態(tài)下的密度ρN換算成工況下密度ρ。
②求出工況下的流量Qv：a)由標準狀態(tài)體積流量求出Qv：
a.由標準狀態(tài)體積流量求出Qv：
③動態(tài)粘度η與運動粘度的換算：η=μρ
④雷諾數(shù)：
以上式中：
ρ—工況下密度（kg/m3）
ρN—標準狀態(tài)下密度（kg/m3）
P— 工況下壓力（MPa）
T— 工況溫度（℃）
Qv—工況體積流量（m3/h）
QN—標準狀態(tài)下體積流量（Nm3/h）
Qm—質(zhì)量流量（kg/h）
η—動態(tài)粘度（Pa?S）
RD—雷諾數(shù)
D—流量計管徑或插入探頭直徑（mm）
表1 不同通徑下流量計液體、氣體zui大流量及所對應(yīng)的zui大頻率
注：1、液體zui小流量可從圖1查找，氣體和過熱蒸汽可從圖2查找。
2、對于插入式流量計而言，管徑從200～2500mm其zui大流量可按流速（液體9m/s，氣體75m/s）計算。其zui小流速可通過表1、表2、圖1、圖2、DN50zui小流量來計算，再得出某管徑下zui小流量。
2、壓力損失：
水在流速7m/s時為0.054Mpa，大氣壓下的空氣在流速75m/s時為830H2O，壓力損失由下式計算。
△Ρ＝1.1×10-6×ρ?V2
式中：△Ρ——壓力損失（Mpa）
ρ——流體密度（kg/m3）
V——流速（m/s）
表2 常用氣體介質(zhì)的標準狀態(tài)密度
飽和蒸汽實例
試確定DN50流量計用于7bar飽和蒸汽的量程范圍。由表3可查得：DN50 7bar量程范圍是84-1835kg/h 還可得到以下信息：飽和蒸汽溫度165℃，密度3.67kg/m3。
液體zui小流量（線性）
圖1 液體zui小流量與運動粘度的關(guān)系
氣體/過熱蒸汽zui小流量
例2：已知氮氣流量為4600Nm3/h,工作壓力0.7Mpa,工作溫度為40℃，選擇流量計通經(jīng)。
解：①將標準流量變?yōu)楣r流量
求工作條件下的密度
首先查表2，得知標準狀態(tài)下氮氣密度1.25kg/Nm3
②通過表1和圖2可知
φ80 流量計的測量范圍 40~1375m3/h
φ100 流量計的測量范圍 70~2120m3/h
φ80 流量計的測量范圍 200~4771m3/h
根據(jù)選型原則常用流量不小于額定zui大流量的1/2。所以應(yīng)選φ80流量計。
當選擇的流量計管徑比實際工作管徑小時，應(yīng)采用變徑管以保證準確測量。見圖3
圖3 變徑管的直管段要求
七、氮氣流量計性能參數(shù)：
公稱通徑(mm) | 15,20,25,32,40,50,65,80,100,125,150,200,250,300,(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：-40～260，-40～320；電容式： -40～300, -40～400，-40～450（協(xié)議訂貨） |
本體材料 | 1Cr18Ni9Ti，(其它材料協(xié)議供貨) |
允許振動加速度 | 壓電式:0.2g 電容式:1.0～2.0g |
精確度 | ±1%R，±1.5%R，±1FS；插入式：±2.5%R，±2.5%FS |
范圍度 | 1：6～1：30 |
供電電壓 | 傳感器：+12V DC，+24V DC；變送器：+12V DC ，+24V DC；電池供電型：3.6V電池 |
輸出信號 | 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標準 Cd≤2.4 |
防爆標志 | 本安型：ExdⅡia CT2-T5隔爆型：ExdⅡCT2-T5 |
防護等級 | 普通型IP65 潛水型 IP68 |
環(huán)境條件 | 溫度-20℃～55℃，相對濕度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，兩線制標準電流輸出型 (4～20mA)：負載電阻≤750Ω |
八、氮氣流量計外形及安裝尺寸：
當介質(zhì)溫度大于100℃時，下表中H加高200mm。
1、管接頭式：
2、無法蘭式：
表1
注：①以上參數(shù)僅適用于法蘭夾持式2.5MPa以下壓力規(guī)格的渦街流量計。
②安裝法蘭為法蘭，出廠時已配備，安裝法蘭的標準為企業(yè)標準，推薦使用。
說明：
①以上尺寸僅供設(shè)計選型時參考，實際尺寸以出廠或定貨時確認為準。
②常用無縫鋼管直徑為公制鋼管直徑，如采用英制鋼管，需在定貨時注明。
③管道對焊式、螺紋連接式、卡箍連接式、固定插入式、球閥插入式的結(jié)構(gòu)外形尺寸，以及高溫型、超低溫型的外形尺寸以出廠或定貨時確認為準。
④流量計安裝法蘭采用企業(yè)標準或國家標準GB/T9119-2000，也可根據(jù)用戶需要采用國家其他部門或行業(yè)標準，或采用其他國家標準（美標、德標、日標等），如需特殊標準請在定貨時注明。
3、法蘭式：
表2
注：①以上參數(shù)僅適用于法蘭連接式1.6MPa以下壓力規(guī)格的渦街流量計。
②儀表長度為標準型尺寸，帶一體化溫壓補償型儀表長度相應(yīng)加長50mm。
③法蘭連接式渦街流量計出廠時不配帶管道法蘭和螺栓，用戶需另行購買，連接法蘭的標準為GB/T9119-2000突面板式平焊鋼制管法蘭。
4、插入式：
表3 L2和G2為配球閥時桿長及重量
儀表的正確安裝是保障儀表正常運行的重要環(huán)節(jié)，若安裝不當，輕則影響儀表的使用精度，重則會影響儀表的使用壽命，甚至會損壞儀表。
環(huán)境要求：
盡可能避開強電設(shè)備、高頻設(shè)備、強開關(guān)電源設(shè)備。儀表的供電電源盡可能與這些設(shè)備分離。
避開高溫熱源和輻射源的直接影響。若必須安裝，須有隔熱通風措施。
避開高濕環(huán)境和強腐蝕氣體環(huán)境。若必須安裝，須有通風措施。
渦街流量儀表應(yīng)盡量避免安裝在振動較強的管道上。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入放大器殼內(nèi)。
儀表安裝點周圍應(yīng)該留有較充裕的空間，以便安裝接線和定期維護。
儀表管道安裝要求：
渦街流量儀表對安裝點的上下游直管段有一定要求，否則會影響介質(zhì)在管道中的流場，影響儀表的測量精度。儀表的上下游直管段長度要求見圖(三) DN為儀表公稱口徑 單位:mm
注:調(diào)節(jié)閥盡可能不安裝在渦街流量儀表的上游,而應(yīng)安裝在渦街流量儀表的下游10D處。
售后服務(wù)承諾書：
1、經(jīng)我公司所銷售的儀表系列產(chǎn)品，確保兩年內(nèi)提供同等價位的產(chǎn)品及 備品備件的銷售,并按需方要求免費提供相應(yīng)的。
2、我公司所提供的產(chǎn)品在一年內(nèi)如出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題（易損件或輔件除 外）一律負責免費維修，并免費提供及需方的員工技能培 訓。
3、因我公司所提供的產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題，經(jīng)我公司技術(shù)部門核實,公司將 派遣專業(yè)的技術(shù)人員趕赴現(xiàn)場處理問題至客戶滿意。
4，我們公司的服務(wù)宗旨是：誠信做事，誠信做人！讓客戶滿意，放心， 省心！
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