氣體流量計的選型

空氣是我們常見的氣體，因此空氣流量計也是常用的流量計之一，比如美國威盾VTON品牌，單單進口氣體渦輪流量計，一年的使用量就達到幾十萬臺，所以，進口氣體流量計的選型就顯得很重要；那么氣體流量計主要有哪些分類產品，具體區別和選型如何，本文結合美國威盾VTON品牌的進口流量計來分析。

　　一、進口氣體渦街流量計

　　1.類別：渦街流量計

　　進口氣體渦街流量計采用壓電應力式傳感器,可靠性高，可在-20℃～+250℃的工作溫度范圍內工作。有模擬標準信號,也有數字脈沖信號輸出，容易與計算機等數字系統配套使用，是一種比較*、理想的測量儀器。

　　2.具體參數

　　公稱口徑：DN15～DN2000可選用插入式：

　　可測介質溫度：-40℃～280℃，-40℃～350℃

　　公稱壓力：≦1.6Mpa ≦2.5Mpa ≦4Mpa

　　精度等級：液體0.5級、氣體、蒸汽1.0級，插入式2.5級

　　流速范圍：液體0.6-6m/s,氣體：5-60m/s蒸汽：5-70m/s

　　現場液晶顯示：3.6V1號1節鋰電池供電，使用壽命大于2年

　　材質：304不銹鋼，其他材質協議訂貨

　　量程比：10:1

　　雷諾數：正常2×103~7*10 擴展1*10~7*10

　　防爆等級：本質安全型：EX(ia)ⅡCT2-T5 隔爆型：ExdⅡBT2-T5

　　防護等級：IP65、IP68

　　供電電源：脈沖型12VDC～ +24VDC 電流型 12VDC～+24VDC 4-20mA

　　電池供電3.6V

　　環境溫度：-40℃~+55℃(非防爆場所) -25℃~+55℃(防爆場所)

　　相對濕度：≤90%

　　大氣壓力：86~106kPa

　　3.主要特點

　　結構簡單牢固，無可動部件，可靠性高，作用維護方便。

　　檢測元件不與介質接觸，性能穩定，使用壽命長。

　　機構簡單，通用性好、穩定高。

　　輸出與流量成正比的脈沖喜好或模瓜信號，無零點漂移，精度高，方便與計算機聯網。

　　流量特性不受流體壓力、溫度、粘度、密度、成分的影響。

　　4.原理

　　美國威盾VTON品牌的進口氣體渦街流量計是利用卡門渦街原理進行流量測量的。在測量管中垂直插入一個柱狀物時，流體通過柱狀物兩側就自然交替地產生有規則的漩渦，這種漩渦列被稱為卡門渦街。在d/D=0.281時，釋放的漩渦。(D為管道直徑。)卡門渦街的釋放頻率與流體的流動可用下式表示：F=st?v/d 式中：

　　F————————卡門渦街的釋放頻率

　　St————————系數

　　V—————————流速

　　d—————————柱狀物寬度

　　斯特羅哈系數是渦街流量計的重要系數，在一定的雷諾數范圍內，斯特羅哈數接近常數。如下圖所示，在曲線的St=0.17平直部分，漩渦釋放頻率與流速成正比，檢出頻率f就可求得流速v，由v求出體積流量。

　　二、熱式氣體質量流量計

　　1.類別：熱式氣體質量流量計

　　熱式氣體質量流量計是基于熱擴散原理而設計的，該儀表采用恒溫差法對氣體進行準確測量。具有體積小、數字化程度高、安裝方便，測量準確等優點。

　　2.參數

　　管徑范圍：DN80-DN6000mm(插入式)。DN15-DN2000mm(管段式)。

　　流速范圍：01.Nm/s—100Nm/s(標況條件20℃,101.33Kpa)。

　　精 準 度：±1%。

　　介質溫度：-40~200℃。

　　工作壓力：2.5Mpa(插入式),4.0Mpa(管段式)。

　　供電電源：一體式轉換器AC220V或者DC24V 1A，分體式轉換器AC220V。

　　相應速度：一秒。

　　信號輸出：4-20mA RS-485。

　　顯示內容：瞬時流量，質量流量，標況體積流量，累計流量，累計運行

　　時間，北京時間。

　　防護等級：IP68。

　　防爆等級：ExdⅡCT4。

　　3.特點

　　真正的質量流量計，對氣體流量測量無需溫度和壓力補償，測量方便準確。可得到氣體的質量流量或者標準體積流量。

　　寬量程比，可測量流速高至100Nm/s低至0.1Nm/s的氣體，可以用于氣體檢漏。

　　抗震性能好使用壽命長。傳感器無活動部件和壓力傳感部件，不受震動對測量精度的影響。

　　安裝維修簡便。在現場條件允許的情況下，可以實現不停產安裝和維護。(需要特殊定制)

　　數字化設計。整體數字化電路測量，測量準確、維修方便。

　　采用RS-485通訊，或HART通訊，可以實現工廠自動化、集成化。

　　原理

　　熱式氣體質量流量計是根據很溫差原理來工作的，感器部分由兩個基準級鉑電阻溫度傳感器組成，儀表工作時，一個傳感器不間斷地測量介質溫度T1;另一個傳感器自加熱到高于介質溫度T2，它用于感測流體流速，稱為速度傳感器。該溫度ΔT=T2-T1，T2>T1，當有流體流過時，由于氣體分子碰撞傳感器并將T2的熱量帶走，使T2的溫度下降，若要使ΔT保持不變，就要提高T2的供電電流，氣體流動速度熱快，帶走的熱量也就越多，氣體流速和增加的熱量存在固定的函數關系，這就是恒溫差原理。

　　三、進口氣體渦輪流量計

　　1.類別：氣體渦輪流量計

　　美國威盾VTON進口氣體渦輪流量計是吸取了國內外流量儀表*技術經過優化設計，綜合了氣體力學、流體力學、電磁學等理論而自行研制開發的集溫度、壓力、流量傳感器和智能流量積算儀于一體的新一代高精度、高可靠性的氣體精密計量儀表，具有出色的低壓和高壓計量性能，多種信號輸出方式以及對流體擾動的低敏感性，廣泛適用于天然氣、煤制氣、液化氣、輕烴氣等氣體的計量。

　　2.參數

　　公稱口徑：　管道式：DN4～DN200，插入式：DN100～DN2000

　　精度等級：　管道式：±0.5級，±1.0級，插入式：±1.5級、±2.5級

　　環境溫度：　-20℃～50℃

　　介質溫度：　測量液體：-20℃～120℃

　　測量氣體：-20℃～80℃

　　大氣壓力：　86KPa～106KPa

　　公稱壓力：　1.6 Mpa 、2.5Mpa 、6.4Mpa 、25Mpa

　　防爆等級：　ExdIIBT4

　　連接方式：　螺紋連接、法蘭夾裝、法蘭連接、插入式等

　　傳輸距離：　傳感器至顯示儀距離可達500m

　　3.特點

　　優質合金渦輪，具有更高的穩流和耐腐蝕作用;

　　進口優質專用軸承，使用壽命長;

　　計量室與通氣室隔絕，保證了儀表的安全性;

　　可檢測被測氣體的溫度、壓力和流量，能進行流量自動跟蹤補償，并顯

　　示標準狀(Pb=101.325KPa,Tb=293.15K)的氣體體積累積量;可實時查詢溫度壓力數值;

　　流量范圍寬(Qmax/Qmin≥20:1)，重復性好，精度高(可達1.0級)，壓力損失小，始動流量低，可達0.6m3/h;

　　智能化儀表系數多點非線性修正;

　　內置式壓力、溫度傳感器，安全性能高、結構緊湊、外形美觀;

　　儀表具有防爆及防護功能，防爆標志為ExdⅡBT4、ExiaⅡCT4，防護等級為IP65;

　　系統低功耗工作，一節3.2V10AH鋰電池可連續使用3年以上;

　　儀表系數、累計流量值掉電十年不丟。

　　4. 進口氣體渦輪流量計原理

　　當流體流入流量計時，在進氣口專用一體化整流器的作用下得到整流并加速，由于渦輪葉片與流體流向成一定角度，此時渦輪產生轉動力矩，在克服摩擦力矩和流體阻力矩后，渦輪開始旋轉。在一定的流量范圍內，渦輪旋轉的角速度與流體體積流量成正比。根據電磁感應原理，利用磁敏傳感器從同軸轉動的信號輪上感應出與流體體積流量成正比的脈沖信號，該信號經放大、濾波、整形后與溫度、壓力傳感器信號一起進入智能流量積算儀的微處理單元進行運算處理，并把氣體的體積流量和總量直接顯示于LCD屏上。

　　四、進口旋進旋渦流量計

　　1.類別：旋進旋渦流量計

　　旋進旋渦流量計是我公司開發研制的具有國內水平的新型氣體流量儀表。可廣泛應用于石油、化工、電力、冶金、城市供氣等行業測量各種氣體流量，是目前油田和城市天然氣輸配計量和貿易計量的產品。

　　2.參數

　　口徑：DN25-DN200

　　流量范圍：2.5m3/h

　　環境溫度：-30℃～+55℃

　　相對濕度：5%～95%

　　大氣壓力：86KPa～106KPa

　　介質溫度范圍：-20℃～+70℃

　　公稱壓力:1.6、2.5、4.0、6.3MPa

　　防爆標志:隔爆型，防爆標志為ExdⅡBT4和ExdⅡCT4～T6(不含乙炔)。

　　出線接口:M20×1.5內螺紋。

　　3.特點：

　　無機械可動部件，耐腐蝕，穩定可靠，壽命長，長期運行無須特殊維護;

　　采用16位電腦芯片，集成度高，體積小，性能好，整機功能強;

　　智能型流量計集流量探頭、微處理器、壓力、溫度傳感器于一體, 采取

　　內置式組合,使結構更加緊湊，可直接測量流體的流量、壓力和溫度，并自動實時跟蹤補償和壓縮因子修正;

　　采用雙檢測技術可有效地提高檢測信號強度，并抑制由管線振動引起的干擾;

　　采用國內的智能抗震技術，有效的抑制了震動和壓力波動造成的干擾信號;

　　采用漢字點陣顯示屏，顯示位數多，讀數直觀方便，可直接顯示工作狀態下的體積流量、標準狀態下的體積流量、總量，以及介質壓力、溫度等參數;

　　采用EEPROM技術，參數設置方便，可保存，并可保存最長達一年的歷史數據;

　　轉換器可輸出頻率脈沖、4～20mA模擬信號，并具有RS485接口，可直接與微機聯網，傳輸距離可達1.2km;

　　整機功耗低，可用內電池供電，也可外接電源。

　　4.原理

　　流量傳感器的流通剖面類似文丘利管的型線。在入口側安放一組螺旋型導流葉片，當流體進入流量傳感器時，導流葉片迫使流體產生劇烈的旋渦流。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，形成陀螺式的渦流進動現象。該進動頻率與流量大小成正比，不受流體物理性質和密度的影響，檢測元件測得流體二次旋轉進動頻率就能在較寬的流量范圍內獲得良好的線性度。信號經前置放大器放大、濾波、整形轉換為與流速成正比的脈沖信號，然后再與溫度、壓力等檢測信號一起被送往微處理器進行積算處理，最后在液晶顯示屏上顯示出測量結果(瞬時流量、累積流量及溫度、壓力數據)。

　　五、金屬管浮子流量計

　　1.類別：金屬管浮子流量計

　　VNLZ系列金屬管浮子流量計是基于浮子位置測量的一種變面積流量儀表。采用全金屬結構，具有體積小、壓損小、量程比大(10~20：1)、安裝維護方便等特點，故廣泛應用于各行業復雜、惡劣環境下、對小流量、低流速、各種苛刻介質條件的流量測量與過程控制。

　　2.參數

　　測量范圍 水 (20℃) 6～150000 l/h，空氣(0.1013MPa 20℃) 0.05～4000 m3/h

　　量 程 比 10:1(特殊型20：1)

　　精度等級 2.5 1.5 (特殊型1.0)

　　工作壓力 DN15～DN50 PN4.0MPa (特殊型25MPa)DN80～DN100 PN1.6MPa (特殊型16MPa)

　　夾套壓力等級：1.6MPa

　　介質溫度 標準型 -80℃～+220℃高溫型 300℃襯PTFE型 ≤85℃

　　環境溫度 -40℃～+120℃(電遠傳型≤65℃)

　　介質粘度 DN15： ≤5mPa.s， ≤30mPa.s ，DN25： ≤250mPa.s ，DN50～DN150：≤300mPa.s

　　液晶顯示 瞬時流量顯示數值范圍:0～9999.99，累積流量顯示數值范圍:0～999999.90

　　輸 出 標準信號:二線制4～20mA

　　報警信號:集電極開路,MAX100Ma@30VDC內部阻抗100

　　供 電 標準型:24VDC±20%，交流型:220VAC(85～265VAC)，電池型:3.6@5.2AH鋰電池

　　連接方式 標準型：HG20592法蘭，特殊型：用戶提供法蘭標準，螺紋連

　　接型：DIN11851或用戶

　　電氣接口 M20×1.5、PG11、1/2”NPT

　　整體高度 標準型:250mm(其他安裝方式例外)

　　防護等級 IP65

　　防爆標志 本安型：ExiaIICT4

　　隔爆型：ExdIIBT4

　　3.特點

　　大屏幕液晶顯示器,可以同時顯示瞬時流量和累計流量

　　上排可切換顯示:瞬時流量,環路電流,累計小信號切除量,當前環境溫度,指針轉動角度等信息.此時不影響下排累計量的顯示

　　液晶可顯示第二種工況狀態下的瞬時流量, 訂貨時,累計量可選擇種工況狀態下的累計量還是第二種工況狀態下的累計量

　　雙排液晶顯示器功耗為微安級,均滿足本安防爆要求.

　　精度:<0.5%,溫飄:<0.2%/10℃

　　完善的掉電保護功能,掉電時,可保存當前累計流量,(累計量采樣周期為 0.3S),

　　變送器可輸出:三線制,0-10mA信號,并且與是否帶液晶顯示功能無關,

　　支持電池供電功能,使用型號的可充電池,根據環境溫度不同,一次充電可正常工作3-4個月

　　4.原理

　　流量的測量是由指示器內的變送器通過耦合磁鋼感受浮子位置的變化來完成流量的指示和信號的遠傳輸出的。當被測介質自下而上流經測量管時，浮子受重力、浮力及流體流速對浮子垂直向上的推動力三者平衡時，浮子即相對靜止在某個位置，這個位置隨浮子與錐管的環面積、流體流速而變化，浮子的位置即對應被測介質流量的大小。

用戶可以根據以上的原理特征來選擇合適工況的進口氣體流量計。