壓縮空氣流量計

            金湖奧科儀表有限公司

： 李

智能渦街流量計

關(guān)鍵字：壓縮空氣流量計,渦街流量計,LUGB渦街

主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質(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(jī)械零件，因此可靠性高,維護(hù)量小。儀表參數(shù)能*穩(wěn)定。渦街流量計采用壓電應(yīng)力式傳感器,可靠性高,可在-20℃～+250℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號,也有數(shù)字脈沖信號輸出,容易與計算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種比較*、理想的流量儀表。應(yīng)力式渦街流量計是一種采用壓電晶體作為檢測元件，輸出與流量成正比的標(biāo)準(zhǔn)信號的流量儀表。該儀表可以直接與智能流量積算儀配套使用，也可以與計算機(jī)及集散系統(tǒng)配套使用，對不同介質(zhì)的流量參數(shù)進(jìn)行測量。該儀表根據(jù)流體渦街的檢測原理，其檢測渦街的壓電晶體不與介質(zhì)接觸，儀表具有結(jié)構(gòu)簡單、通用性好和穩(wěn)定性高的特點.

在流體中設(shè)置三角形旋渦發(fā)生體，則在旋渦發(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,如圖1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)平均流速為V。旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d,表體通徑為D,即可得到關(guān)系式:

     斯特羅哈爾數(shù)Sr與雷諾數(shù)Re之間的關(guān)系如圖2所示:在曲線平緩的范圍內(nèi)旋渦的發(fā)生頻率與流速成正比,并且不受流體的密度、粘度等介質(zhì)參數(shù)的影響，因此，只要知道了斯特羅哈爾數(shù)，通過檢測出旋渦的發(fā)生頻率，就可以正確地測量流量。

LUGB渦街流量計特點:

     ★ 檢測元件不接觸流體，可靠性高，介質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)。

     ★ 無可動部件，耐磨損，結(jié)構(gòu)牢靠、簡單。

     ★ 測量范圍寬，準(zhǔn)確度高。

     ★ 壓力損失小。

     ★ 脈沖信號輸出。

     ★ 計量成本低。

LUGB渦街流量計產(chǎn)品型譜:

例：型號LUGB——2310表示：

     應(yīng)力式渦街流量傳感器，法蘭卡裝式，氣體介質(zhì)，口徑100。

                                         二、基本參數(shù)

技術(shù)要求

                                                                           圖3

c）　對于卡裝連接儀表，法蘭焊后必須保證法蘭的端面與管道垂直，內(nèi)表面光滑，見圖4

d)   傳感器可水平、垂直或傾斜安裝在直管上，當(dāng)垂直安裝測液體時，液體必須由下而上流動。

e)   當(dāng)在渦街流量傳感器同壓力傳感器和溫度傳感器組成測量系統(tǒng)時，其壓力、溫度測量點的位置如圖5。

                                                            圖5

f)   渦街流量傳感器安裝步驟可參考方法A或方法B（以法蘭卡裝型為例）：

方法A：（見示意圖6）

   Ⅰ  選定安裝位置，并取前15DN，后5DN直管段割下。

    Ⅱ  在選表位置焊上兩片法蘭，并將傳感器裝好。

    Ⅲ  去掉原管多出的直管（即表體寬度）。

     Ⅳ  將傳感器的前后直管段焊到原工藝管道上。

方法B：（見示意圖7）

     Ⅰ   考慮前15DN，后5DN選定裝表位置。

     Ⅱ取下表體寬度的一段管，焊上兩片法蘭連接孔同心，將傳感器螺栓緊固好。

圖7

基本結(jié)構(gòu)及外型尺寸

    LUGB型渦街流量傳感器，是由表體、支柱和放大電路三大部分組成，其管道示意圖如圖8所示，儀表外型尺寸見表1。

                                                             圖8

表1

傳感器選型

       傳感器的選型主要考慮儀表口徑的選擇和儀表功能以及儀表壓力損失。

5.1  儀表口徑的選擇

       儀表的口徑不同，其測量范圍不同，而每一種口徑其測量范圍又隨被測介質(zhì)種類和工況溫度、壓力變化而變化。選定儀表口徑，可按被測介質(zhì)種類和工況溫度及壓力下的流量，通過查表方法選擇儀表口徑，見表2，見表3，見表4。對于過熱蒸汽的流量范圍可通過查表5，查出被測介質(zhì)密度，在從表4中查出相近密度下的流量范圍。

      對于密度值在表中處于兩值之間的可按比例計算，對于工況參數(shù)超出表2，表3、表4的可由廠方幫助決定。

      幾種流量換算公式：

      a)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量Q_N換成工況狀態(tài)下的體積流量Q_v:

公式1

       b)工況下氣體密度計算：（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度換算成工況下的密度）

公式2

       c)質(zhì)量流量Q_G換算成體積流量 Qv:

公式3

式中： ρ_o——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度，（kg/m³）（見表7）

          Q_N——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量(Nm³/h)

          Q_V——工況狀態(tài)下的體積流量(m³/h)

           t——工況狀態(tài)下的溫度(℃)

           P——工況狀態(tài)下的壓力（MPa）

           ρ_N——工況狀態(tài)下的密度（kg/m³）

           Q_G——質(zhì)量流量（kg）

壓縮空氣流量計型號為:AK-LUGB,主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質(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(jī)械零件，因此可靠性高,維護(hù)量小。儀表參數(shù)能*穩(wěn)定。渦街流量計采用壓電應(yīng)力式傳感器,可靠性高,可在-20℃～+250℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號,也有數(shù)字脈沖信號輸出,容易與計算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種比較*、理想的流量儀表。

壓縮空氣流量計工作原理: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)生體下游非對稱地排列。設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測介質(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)測量氣體流量時，VSF的流量計算式為

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)。 
智能渦街流量計由上式可見，VSF輸出的脈沖頻率信號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)。但是作為流量計在物料平衡及能源計量中需檢測質(zhì)量流量，這時流量計的輸出信號應(yīng)同時監(jiān)測體積流量和流體密度，流體物性和組分對流量計量還是有直接影響的。便是依據(jù)卡門旋渦原理進(jìn)行封閉管道流體流量測量的新型流量計。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、壓力傳感器可測量標(biāo)況體積流量和質(zhì)量流量，是節(jié)流式流量計的理想替代產(chǎn)品。

智能渦街流量計為提高的耐高溫及抗振動性能，我公司新近開發(fā)出了SYLU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（≤1g）的惡劣工況下使用。在實際應(yīng)用中，往往zui大流量遠(yuǎn)低于儀表的上限值，隨著負(fù)荷的變化，zui小流量又往往會低于儀表的下限值，儀表并非工作在它的*工作段，為了解決這一問題，通常采用在測量處縮徑提高測量處的流速，并選用較小口徑的儀表以利于儀表的測量，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，與渦街流量計作成一體，不僅不需要另外附加一段直管段，還可以降低對工藝管直管段的要求，安裝非常方便。

壓縮空氣流量計為了使用方便，電池供電的本地顯示型渦街流量計采用微功耗*，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，可就地顯示瞬時流量、累積流量等。溫度補(bǔ)償一體型渦街流量計還帶有溫度傳感器，可以直接測量出飽和蒸汽的溫度并計算出壓力，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，用于氣體流量測量可直接測量出氣體介質(zhì)的溫度和壓力，從而顯示氣體的標(biāo)況體積流量。
◆測量介質(zhì)： 氣體、液體、蒸氣
◆口徑規(guī)格 法蘭卡裝式口徑選擇 25,32,50,80,100
◆法蘭連接式口徑選擇 100,150,200
◆流量測量范圍 正常測量流速范圍 雷諾數(shù)1.5×104～4×106；氣體5～50m/s; 液體0.5～7m/s
正常測量流量范圍 液體、氣體流量測量范圍見表2； 蒸氣流量范圍見表3
◆測量精度 1.0級 1.5級
◆被測介質(zhì)溫度:常溫–25℃～100℃
◆高溫–25℃～150℃ -25℃～250℃
◆輸出信號 脈沖電壓輸出信號 高電平8～10V 低電平0.7～1.3V
◆脈沖占空比約50%,傳輸距離為100m
◆脈沖電流遠(yuǎn)傳信號 4～20 mA,傳輸距離為1000m
◆儀表使用環(huán)境 溫度:-25℃～+55℃ 濕度:5～90% RH50℃
◆材質(zhì) 不銹鋼, 鋁合金
◆電源 DC24V或鋰電池3.6V
◆防爆等級 本安型iaIIbT3-T6
防護(hù)等級 IP65

壓縮空氣流量計產(chǎn)品選型表:正確的選用渦街流量計是保證用好渦街流量計的前提條件，需要考慮的重要因素：通經(jīng)（DN）、安裝方式、介質(zhì)溫度、輸出信號、介質(zhì)種類。

壓縮空氣流量計口徑與流量范圍對照表：