壓縮空氣流量表選型要求

壓縮空氣流量表選型要求是綜合吸收發(fā)達國家*技術(shù)和總結(jié)多年研究生產(chǎn)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上進行精心設(shè)計的產(chǎn)品，實現(xiàn)了產(chǎn)品智能化、標準化、系列化、通用化、生產(chǎn)模具化、確保產(chǎn)品質(zhì)量的美觀性。

 壓縮空氣流量計被廣泛適用于冶金、電力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、輕紡、食品、醫(yī)***、環(huán)境保護及人民日常生活等國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域，是發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，節(jié)約能源，改進產(chǎn)品質(zhì)量，提高經(jīng)濟效益和管理水平的重要工具在國民經(jīng)濟中占有重要的地位。 

 壓縮空氣流量表選型要求在流體中設(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，旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。 
參數(shù)及要求 
測量介質(zhì)： 氣體、液體、蒸氣 
連接方式：卡裝式、法蘭式、插入式 
規(guī)格 法蘭卡裝式口徑選擇 25,32,50,80,10 
壓縮空氣流量計法蘭式口徑選擇 100,150,200 
    
壓縮空氣流量計測量精度 1.0級 1.5級 
被測介質(zhì)溫度:–25℃～100℃ 
–25℃～150℃ -25℃～250℃ 
    
壓縮空氣流量計使用環(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

壓縮空氣流量計能源分為一次能源（煤炭、煤層氣、石油氣）、二次能源（電力、焦炭、人工燃氣、成品油、液化石油氣、蒸汽）及載能工質(zhì)（壓縮空氣、氧、氮、氫、）等。能源計量是科學管理能源，實現(xiàn)節(jié)能降耗，提高經(jīng)濟效益的重要手段。流量儀表是能源計量儀表的重要組成部分，水、人工燃氣、天然氣、蒸汽這些常用的能源都使用著數(shù)量極其龐大的流量計，它們是能源管理和經(jīng)濟核算*的工具。

該產(chǎn)品具有電路*、功耗微低、量程比寬、結(jié)構(gòu)簡單、阻力損失小、堅固耐用、用途廣、使用壽命長、工作穩(wěn)定、便于安裝調(diào)試等特點。 
原理功能特點
1、壓縮空氣流量計表體中同時集成溫壓補償補償功能，可測量流體的標準體積流量或標準質(zhì)量流量。 
2、 壓縮空氣流量計全智能化、數(shù)字化電路設(shè)計，可自動補償被測流體密度或標況體積計算。 
3、 全新的數(shù)字濾波和修正功能使流量測量更加精準可靠。 
4、 壓縮空氣流量計電池供電型無需外接電源既可連續(xù)工作兩年以上。 
5、 壓縮空氣流量計全新點陣漢字液晶顯示，使用操作更方便。
壓縮空氣流量計 應(yīng)用領(lǐng)域
 

壓縮空氣流量計主要技術(shù)參數(shù)

1 ．壓縮空氣流量計明確以下工作參數(shù)。

（ 1 ）被測介質(zhì)的名稱、組份

（ 2 ）工作狀態(tài)的***小、常用、流量

（ 3 ）介質(zhì)的***低、常用、壓力和溫度

（ 4 ）工作狀態(tài)下介質(zhì)的粘度

2 ．壓縮空氣流量計測量的是介質(zhì)的工作狀態(tài)體積流量，因此應(yīng)先根據(jù)工藝參數(shù)求出介質(zhì)的工作狀態(tài)體積流量 , 相關(guān)公式如下：

（ 1 ）已知氣體標準狀態(tài)體積流量，可通過以下公

式求出工況體積流量

 公式（ 3 ）

(2) 已知氣體標準狀態(tài)密度ρ，可通過以下公

式求出工況密度

 公式（ 4 ）

（ 3 ）已知質(zhì)量流量 Q m 換算為體積流量 Q v

 公式（ 5 ）

式中：

Q v ： 介質(zhì)在工況狀態(tài)下的體積流量 (m 3 /h)

（ Q v = 3600f /K K: 儀表系數(shù) ）

Q o ： 介質(zhì)在標準狀態(tài)下的體積流量 (Nm 3 /h)

Q m ： 質(zhì)量流量 (t/h)

ρ： 介質(zhì)在工況狀態(tài)下的密度 (kg/m 3 )

ρ o ：介質(zhì)在標準狀態(tài)下的密度 (kg/m 3 ) ，常用氣體介質(zhì)的標準狀態(tài)密度，見表（三）

P ： 工況狀態(tài)表壓 (MPa)

t ： 工況狀態(tài)溫度 (℃)

3 ．壓縮空氣流量計下限流量的確定。渦街流量儀表的上限適用流量一般可不計算，渦街流量儀表口徑的選擇主要是對流量下限的計算。下限流量的計算應(yīng)該滿足兩個條件：***小雷諾數(shù)不應(yīng)低于界限雷諾數(shù)（ Re=2×10 4 ）；對于應(yīng)力式渦街流量儀表在下限流量時產(chǎn)生的旋渦強度應(yīng)大于傳感器旋渦強度的允許 值（旋渦強度與升力 ρ v 2 成比例關(guān)系）。這些條件可表示如下：

由密度決定的工況可測下限流量：

由運動粘度決定的線性下限流量：

 公式（ 7 ）

式中：

Q ρ ：滿足旋渦強度要求的***小體積流量 (m 3 /h)

ρ 0 : 參比條件下介質(zhì)的密度  

Q υ : 滿足***小雷諾數(shù)要求的***小線性體積流量 (m 3 /h)

ρ : 被測介質(zhì)工況密度（ kg/m 3 ）

Q 0 : 參比條件下儀表的***小體積流量

(m 3 /h)

υ : 工作狀態(tài)下介質(zhì)的運動粘度 (m 2 /s)

υ o : 參比條件下介質(zhì)的 運動粘度 (m 2 /s)

通過 公式（ 6 ）、（ 7 ）計算出 Q ρ 和 Q ν 。 比較 Q ρ 和 Q ν ， 確定流量儀表可測下限流量和線性下限流量：

Q υ ≥ Q ρ ：可測流量范圍為 Q ρ ～ Qmax , 線性流量范圍為 Q υ ～ Qmax

Q υ < Q ρ ：可測流量范圍和 線性流量范圍為

Q ρ ～ Qmax

Qmax ：渦街流量儀表的上限體積流量 (m 3 /h)

公式（ 6 ） 4 ．儀表上限流量以表 ( 二 ) 中的上限流量為準 . 氣體的上限流速應(yīng)該小于 70m /s, 液體的上限流速應(yīng)該小于 7m /s
5 ． 當 用戶測量的介質(zhì)為蒸汽時，常采用的計量單位是質(zhì)量流量，即： t/h 或 Kg/h 。由于蒸汽（過熱蒸汽和飽和蒸汽）在不同溫度和壓力下的密度是不同的，因此蒸汽流量范圍的確定可由公式 (8) 進行計算得出

 公式（ 8 ）

式中：

ρ ： 蒸汽的密度（ kg/m 3 ）

ρ 0 ： 1.205kg /m 3

Q 蒸汽 ：蒸汽質(zhì)量流量（ t/h ）

6 ．計算壓力損失，檢測 壓力損失對工藝管線是否有影響 ，公式 ( 單位： Pa) ：

Δ p= Cd ρ V 2 /2 公式（ 9 ）

式中：

ρ ：工況介質(zhì)密度（ kg/m 3 ） V: 平均流速（ m/s ）

7 ． 被測介質(zhì)為液體時 , 為防止氣化和氣蝕 , 應(yīng)使管道壓力符合以下要求 :

p ≥ 2.7 Δ p+1.3p 0 公式（ 10 ）

式中：

Δ p: 壓力損失（ Pa ）

p 0 ：工作溫度下液體的飽和蒸汽壓（ Pa 絕壓）

Po: 流體的蒸汽壓力 (Pa 絕壓 )

8 ． 壓縮空氣流量計不適合測量高粘度液體。當計算出的可測流量下限不滿足設(shè)計工藝要求時，應(yīng)該考慮選用其它類型流量計。

9 ．通過計算如果有兩種口徑都可滿足要求，為了提高測量效果、降低造價，應(yīng)選用口徑較小的表。應(yīng)該注意的是，盡可能使常用量處在流量范圍上限的 1/2 ～ 2/3

Δ p: 壓力損失（ Pa ） Cd ：壓力損失系數(shù)

現(xiàn)場需求

低維護量-市場上大多數(shù)的渦街流量計是采用取壓孔或插入式檢測元件感應(yīng)漩渦，一旦介質(zhì)中雜質(zhì)嵌入取壓孔或感應(yīng)元件與表體間的縫隙，則造成信號變?nèi)趸虿环€(wěn)定。良好的設(shè)計應(yīng)該是沒有容易堵塞的部分，從而降低維護量。

感應(yīng)元件在線更換-某些廠家的感應(yīng)元件與渦街發(fā)生體合二為一，看似簡單的設(shè)計卻給實際使用帶來不便。因為一旦感應(yīng)部分失效，則需要將管道內(nèi)介質(zhì)排空泄壓后更換部件，影響生產(chǎn)。完善的設(shè)計應(yīng)該是將二者分開，這樣就可以單獨更換感應(yīng)部分，而無需將介質(zhì)排空。

渦街流量計容易受到振動的干擾，設(shè)計精良的渦街流量計可以通過硬件和數(shù)字信號處理將干擾排除，從而得到穩(wěn)定的信號。

渦街流量計安裝的一 煩事前后需要很長的直管段，有些廠家可以提供在流量計內(nèi)部縮徑的設(shè)計，大大降低了用戶專門維渦街流量計配備直管段的需求。

應(yīng)用原理

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 （1）

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。當測量氣體流量時，VSF的流量計算式為圖2 斯特勞哈爾數(shù)與雷諾數(shù)關(guān)系曲線式中qVn，qV--分別為標準狀態(tài)下（0oC或20oC，101.325kPa）和工況下的體積流量，m3/h；

Pn，P--分別為標準狀態(tài)下和工況下的壓力，Pa；

Tn，T--分別為標準狀態(tài)下和工況下的熱力學溫度，K；

Zn，Z--分別為標準狀態(tài)下和工況下氣體壓縮系數(shù)。

渦街流量計便是依據(jù)卡門旋渦原理進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。

在實際應(yīng)用中，往往大流量遠低于儀表的上限值，隨著負荷的變化，小流量又往往會低于儀表的下限值，使加工、安裝都不方便。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 

  氮氣計量表具有量程比寬，精度高，安裝維護方便和介質(zhì)適應(yīng)性廣等一系列優(yōu)點?？蓮V泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、機械、食品、造紙，以及城市管道供熱、供水、煤氣等行業(yè)的各種低黏度液體、氣體、蒸汽等單相流體的工藝計量和節(jié)能管理。以其微功耗能方便接入控制系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)，以滿足不同工況條件下客戶的需求，其不受介質(zhì)溫度、壓力、粘度及組分的影響，同時不堵、不卡、不易結(jié)垢，也可耐高溫、高壓，安全防爆，適用于惡劣環(huán)境。特別是近推出的抗震智能型渦街流量計，具有優(yōu)良的抗震性能，能自動識別振動信號和流量信號，同時輸出抗震處理和無抗震處理的脈沖信號。

       原理是由設(shè)計在流場中的旋渦發(fā)生體、檢測探頭及相應(yīng)的電子線路等組成。當流體流經(jīng)旋渦發(fā)生體時，它的兩側(cè)就形成了交替變化的兩排旋渦，這種旋渦被稱為卡門渦街。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)生頻率 （Hz）
V 旋渦發(fā)生體兩側(cè)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壓力，該壓力作用在檢測探頭上，便產(chǎn)生一系列交變電信號，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（或標準信號）。

參比條件下渦街流量傳感器工況流量范圍表：

1．氣體：常溫常壓空氣，t=20℃，P=0.1MPa（絕壓），ρ=1.205 kg/m3，υ=15×10-6 m2/s。

2．液體：常溫水，t=20℃，ρ=998.2kg/m3，υ=1.006

3．流量公式：Q=(3600*F)/K

適用流量范圍和儀表口徑的確定

儀表口徑的選擇，根據(jù)流量范圍來確定。不同口徑渦街流量儀表的測量范圍是不一樣的。即使同一口徑流量表，用于不同介質(zhì)時，它的測量范圍也是不一樣的。實際可測的流量范圍需要通過計算確定。

(一)參比條件下空氣及水的流量范圍，見表（二），參比條件如下：

1．氣體：常溫常壓空氣，t=20℃，P=0.1MPa（絕壓），ρ=1.205 kg/m³，υ=15×10^-6 m²/s。

2．液體：常溫水，t=20℃，ρ=998.2kg/m³，υ=1.006×10^-6m²/s。