氮气流量计

发电及热电联产、供热行业;航空、航天、造船、核能及兵器行业;机械、冶金、煤矿及汽车制造行业;石油、化工行业;医药、食品及烟洒制造行业;森工、农垦及轻工行业等。

在流体管道中，垂直插入-个柱形阻挡物，在其后部(相对于流体流向)两侧就会交替地产生旋涡。随着流体向下游流动形成旋涡列，我们称之为卡门涡街。我们把产生旋涡的柱形阻挡物定义为旋涡发生体在一定条件下旋涡的分离频率与流体的流速成线性关系。因而，只要检测出旋涡分离的频率，即可计算出管道内流体的流速或流量。

特 点

● 可将氮气流量做更精密的控制以节省成本。

● 氮气流量控制亦可避免氮气流量太大，导致热量补充不足。

● 可正确得知氮气的出量。

仪表整体结构设计合理，动态测量范围宽，压力损失小;仪表主体可采用不锈钢材质制造，适用于腐蚀性介质的测量;仪表无可动部件，安装维护简单;

输出方式:现场液晶显示，脉冲、4~20mA输出或485串行通讯接口，可与工业自动化系统连接;

供电电源:内置电源(3.6V电池)，外供电源(12VDC、24VDC);

测量介质最高温度:350℃;

工作环境温度:-30℃~+55℃;(压力补偿时为0℃~+55℃)

工作压力:1.6MPa~40MPa;

准确度:0.5级、1.0级、1.5级。

公称通径:卡装式:DN10~DN300; 插入式:DN350~DN1000; 法兰式:DN10~DN300。

氮气流量计采用卡门涡街原理制造，具有测量精度高、量程宽、功耗低、安装方便、操作简单、压力损失小等优点，可测量工况体积流量或标准体积流量(一体化智能温度、压力补偿)，根据用户需要，可附带脉冲或4~20mADC电流输出功能。是目前比较理想的氮气计量仪表。

弯管传感器一台

弯管流量计主机(液晶 一台

差压变送器 一台

温度传感器一台

压力变送器一台

三阀组 一台

根部阀(三通旋排污阀塞阀)二台

当流体流经涡轮流量传感器时，在流体推力作用下涡轮受力旋转，其转速与管道平均流速成正比，涡轮转动周期地改变磁电转换器的磁阻值，检测线圈中的磁通随之发生周期性变化，产生周期性的电脉冲信号。在一定的流量(雷诺数)范围内，该电脉冲信号与流经涡轮流量传感器处流体的体积流量成正比。涡轮流量计的理论流量方程为: 式中n为涡轮转速;qv为体积流量;A为流体物性(密度、粘度等)，涡轮结构参数(涡轮倾角、涡轮直径、流道截面积等)有关的参数;B为与涡轮顶隙、流体流速分布有关的系数;C为与摩擦力矩有关的系数。

氮气流量计工作原理介绍

在流体中设置三角柱型旋涡发生体，则从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡称为卡门旋涡，如右图所示，旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列.设旋涡的发生频率为f，被测介质平均流速为 ，旋涡发生体迎流面宽度为d，表体通径为D，即可得到以下关系式:

f=SrU1/d=SrU/md (1)

式中 U1--旋涡发生体两侧平均流速，m/s;

Sr--斯特劳哈尔数;

m--旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比

管道内体积流量qv为

qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr (2)

K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 (3)

式中 K--流量计的仪表系数，脉冲数/m3(P/m3)。

K除与旋涡发生体、管道的几何尺寸有关外，还与斯特劳哈尔数有关。斯特劳哈尔数为无量纲参数，它与旋涡发生体形状及雷诺数有关，图2所示为圆柱状旋涡发生体的斯特劳哈尔数与管道雷诺数的关系图。由图可见，在ReD=2×104~7×106范围内，Sr可视为常数，这是仪表正常工作范围。当测量气体流量时，VSF的流量计算式为(4)

式中 qVn，qV--分别为标准状态下(0oC或20oC，101.325kPa)和工况下的体积流量，m3/h;

Pn，P--分别为标准状态下和工况下的绝对压力，Pa;

Tn，T--分别为标准状态下和工况下的热力学温度，K;

Zn，Z--分别为标准状态下和工况下气体压缩系数。

由上式可见，VSF输出的脉冲频率信号不受流体物性和组分变化的影响，即仪表系数在一定雷诺数范围内仅与旋涡发生体及管道的形状尺寸等有关。但是作为流量计在物料平衡及能源计量中需检测质量流量，这时流量计的输出信号应同时监测体积流量和流体密度，流体物性和组分对流量计量还是有直接影响的。氮气流量计便是依据卡门旋涡原理进行封闭管道流体流量测量的新型流量计。因其具有良好的介质适应能力，无需温度压力补偿即可直接测量蒸汽、空气、气体、水、液体的工况体积流量，配备温度、压力传感器可测量标况体积流量和质量流量，是节流式流量计的理想替代产品。为提高氮气流量计的耐高温及抗振动性能，我公司新近开发出了SKLUG改进型涡街流量传感器，因其独特的结构和选材使该传感器可在高温(350℃)、强振动(≤1g)的恶劣工况下使用。

在实际应用中，往往最大流量远低于仪表的上限值，随着负荷的变化，最小流量又往往会低于仪表的下限值，仪表并非工作在它的最佳工作段，为了解决这一问题，通常采用在测量处缩径提高测量处的流速，并选用较小口径的仪表以利于仪表的测量，但是这种变径方式必须在变径管与仪表间有长度为15D以上的直管段进行整流，使加工、安装都不方便。我公司研制的纵断面形状为圆弧的LGZ变径整流器，具有整流、提高流速及改变流速分布多重作用，其结构尺寸小，仅为工艺管内径的1/3，与涡街流量计作成一体，不仅不需要另外附加一段直管段，还可以降低对工艺管直管段的要求，安装非常方便。

为了使用方便，电池供电的就地显示型气体涡街流量计采用微功耗高新技术，采用锂电池供电可不间断运行一年以上，节省了电缆和显示仪表的采购安装费用，可就地显示瞬时流量、累积流量等。温度补偿一体型涡街流量计还带有温度传感器，可以直接测量出饱和蒸汽的温度并计算出压力，从而显示饱和蒸汽的质量流量。温压补偿一体型带有温度、压力传感器，用于气体流量测量可直接测量出气体介质的温度和压力，从而显示气体的标况体积流量。

◆测量介质: 气体、液体、蒸气

◆口径规格 法兰卡装式口径选择 25,32,50,80,100

◆法兰连接式口径选择 100,150,200

◆流量测量范围 正常测量流速范围 雷诺数1.5×104~4×106;气体5~50m/s; 液体0.5~7m/s

正常测量流量范围 液体、气体流量测量范围见表2; 蒸气流量范围见表3

◆测量精度 1.0级 1.5级

◆被测介质温度:常温–25℃~100℃

◆高温–25℃~150℃ -25℃~250℃

◆输出信号 脉冲电压输出信号 高电平8~10V 低电平0.7~1.3V

◆脉冲占空比约50%,传输距离为100m

◆脉冲电流远传信号 4~20 mA,传输距离为1000m

◆仪表使用环境 温度:-25℃~+55℃ 湿度:5~90% RH50℃

◆材质 不锈钢, 铝合金

◆电源 DC24V或锂电池3.6V

◆防爆等级 本安型iaIIbT3-T6

防护等级 IP65

氮气流量计应用及其广泛，流量测量技术与仪表的应用大致有以下几个领域。 一，工业生产过程 流量仪表是过程自动化仪表与装置中的大类仪表之一，它被广泛适用于冶金、电力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、轻纺、食品、医药、农业、环境保护及人民日常生活等国民经济各个领域，是发展工农业生产，节约能源，改进产品质量，提高经济效益和管理水平的重要工具在国民经济中占有重要的地位。在过程自动化仪表与装置中，流量仪表有两大功用:作为过程自动化控制系统的检测仪表和测量物料数量的总量表。 二，能源计量 能源分为一次能源(煤炭、原油、煤层气、石油气和天然气)、二次能源(电力、焦炭、人工燃气、成品油、液化石油气、蒸汽)及载能工质(压缩空气、氧、氮、氢、水)等。能源计量是科学管理能源，实现节能降耗，提高经济效益的重要手段。流量仪表是能源计量仪表的重要组成部分，水、人工燃气、天然气、蒸汽和油品这些常用的能源都使用着数量极其庞大的流量计，它们是能源管理和经济核算不可缺少的工具。 三，环境保护工程 烟气，废液、污水等的排放严重污染大气和水资源，严重威胁人类生存环境。国家把可持续发展列为国策，环境保护将是21世纪的最大课题。空气和水的污染要得到控制，必须加强管理，而管理的基础是污染量的定量控制。 我国是以煤为主要能源的国家，全国有上百万个烟囱不停地向大气排放烟气。烟气排放控制是根治污染的重要项目，每个烟囱必须是安装烟气分析仪表和流量计，组成连椟排放监视系统。烟气的流量沆量有很大因难，它的难度为烟囱尺寸大且形状不规则，气体组分变化不定，流速范围大，脏污，灰尘，腐蚀，高温，无直管段等。 四，交通运输 有五种方式:铁路公路、航空、水运、和管道运输。其中管道运输虽早已有之，但应用并不普遍。随着环保问题的突出，管道运输的特点引起人们的重视。管道运输必须装备流量计，它是控制、分配和调度的眼睛，亦是安全监没和经济核算的必备工具。 五，生物技术 21世纪将迎来生命科学的世纪，以生物技术为特征的产业将获得迅速发展。生物技术中需监测计量的物质很多，如血液，尿液等。仪表开发的难度极大，品种繁多。 六，科学实验 科学实验需要的流量计不但数量多，且品种极其繁杂。据统计流量计100多种中很大一部分是应科研之需用的，它们并不批量生产，在市面出售，许多科研机构和大企业皆设专门小组研制专用的流量计。 七，海洋气象，江河湖泊 这些领域为敞开流道，一般需检测流速，然后推算流量。流速计和流量计所依据的物理原理及流体力学基础是共通的但是仪表原理及结构以及使用条件有很大差别。