氮氣流量計

氮氣流量計採用卡門渦街原理製造，具有測量精度高、量程寬、功耗低、安裝方便、操作簡單、壓力損失小等優點，可測量工況體積流量或標準體積流量（一體化智慧型溫度、壓力補償），根據用戶需要，可附帶脈衝或4～20mADC電流輸出功能。是目前比較理想的氮氣計量儀表。

基本介紹

• 中文名：氮氣流量計
• 工作壓力：1.6MPa～40MPa
• 供電電源：內置電源，外供電源
• 準確度：0.5級、1.0級、1.5級
• 原理：卡門渦街

技術參數

儀表整體結構設計合理，動態測量範圍寬，壓力損失小；儀表主體可採用不鏽鋼材質製造，適用於腐蝕性介質的測量；儀表無可動部件，安裝維護簡單；

輸出方式：現場液晶顯示，脈衝、4～20mA輸出或485串列通訊接口，可與工業自動化系統連線；

供電電源：內置電源（3.6V電池），外供電源(12VDC、24VDC)；

測量介質最高溫度：350℃；

工作環境溫度：-30℃～+55℃；(壓力補償時為0℃～+55℃)

工作壓力：1.6MPa～40MPa；

準確度：0.5級、1.0級、1.5級。

公稱通徑：卡裝式：DN10～DN300； 插入式：DN350～DN1000； 法蘭式：DN10～DN300。

套用場合

發電及熱電聯產、供熱行業；航空、航天、造船、核能及兵器行業；機械、冶金、煤礦及汽車製造行業；石油、化工行業；醫藥、食品及煙灑製造行業；森工、農墾及輕工行業等。

工作原理結構

在流體管道中，垂直插入—個柱形阻擋物，在其後部（相對於流體流向）兩側就會交替地產生旋渦。隨著流體向下游流動形成旋渦列，我們稱之為卡門渦街。我們把產生旋渦的柱形阻擋物定義為旋渦發生體在一定條件下旋渦的分離頻率與流體的流速成線性關係。因而，只要檢測出旋渦分離的頻率，即可計算出管道內流體的流速或流量。

特 點

● 可將氮氣流量做更精密的控制以節省成本。

● 氮氣流量控制亦可避免氮氣流量太大，導致熱量補充不足。

● 可正確得知氮氣的出量。

配置表

彎管感測器一台

彎管流量計主機（液晶 一台

差壓變送器 一台

溫度感測器一台

壓力變送器一台

三閥組 一台

根部閥（三通旋排污閥塞閥）二台

計算公式

當流體流經渦輪流量感測器時，在流體推力作用下渦輪受力旋轉，其轉速與管道平均流速成正比，渦輪轉動周期地改變磁電轉換器的磁阻值，檢測線圈中的磁通隨之發生周期性變化，產生周期性的電脈衝信號。在一定的流量（雷諾數）範圍內，該電脈衝信號與流經渦輪流量感測器處流體的體積流量成正比。渦輪流量計的理論流量方程為：式中n為渦輪轉速；qv為體積流量；A為流體物性（密度、粘度等），渦輪結構參數（渦輪傾角、渦輪直徑、流道截面積等）有關的參數；B為與渦輪頂隙、流體流速分布有關的係數；C為與摩擦力矩有關的係數。

作用領域

氮氣流量計套用及其廣泛，流量測量技術與儀表的套用大致有以下幾個領域。 一，工業生產過程 　流量儀表是過程自動化儀表與裝置中的大類儀表之一，它被廣泛適用於冶金、電力、煤炭、化工、石油、交通、建築、輕紡、食品、醫藥、農業、環境保護及人民日常生活等國民經濟各個領域，是發展工農業生產，節約能源，改進產品質量，提高經濟效益和管理水平的重要工具在國民經濟中占有重要的地位。在過程自動化儀表與裝置中，流量儀表有兩大功用：作為過程自動化控制系統的檢測儀表和測量物料數量的總量表。 二，能源計量 　能源分為一次能源（煤炭、原油、煤層氣、石油氣和天然氣）、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（壓縮空氣、氧、氮、氫、水）等。能源計量是科學管理能源，實現節能降耗，提高經濟效益的重要手段。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、蒸汽和油品這些常用的能源都使用著數量極其龐大的流量計，它們是能源管理和經濟核算不可缺少的工具。 三，環境保護工程 　煙氣，廢液、污水等的排放嚴重污染大氣和水資源，嚴重威脅人類生存環境。國家把可持續發展列為國策，環境保護將是21世紀的最大課題。空氣和水的污染要得到控制，必須加強管理，而管理的基礎是污染量的定量控制。 　我國是以煤為主要能源的國家，全國有上百萬個煙囪不停地向大氣排放煙氣。煙氣排放控制是根治污染的重要項目，每個煙囪必須是安裝煙氣分析儀表和流量計，組成連櫝排放監視系統。煙氣的流量沆量有很大因難，它的難度為煙囪尺寸大且形狀不規則，氣體組分變化不定，流速範圍大，髒污，灰塵，腐蝕，高溫，無直管段等。 四，交通運輸 　有五種方式：鐵路公路、航空、水運、和管道運輸。其中管道運輸雖早已有之，但套用並不普遍。隨著環保問題的突出，管道運輸的特點引起人們的重視。管道運輸必須裝備流量計，它是控制、分配和調度的眼睛，亦是安全監沒和經濟核算的必備工具。 五，生物技術 　21世紀將迎來生命科學的世紀，以生物技術為特徵的產業將獲得迅速發展。生物技術中需監測計量的物質很多，如血液，尿液等。儀表開發的難度極大，品種繁多。 六，科學實驗 　科學實驗需要的流量計不但數量多，且品種極其繁雜。據統計流量計100多種中很大一部分是應科研之需用的，它們並不批量生產，在市面出售，許多科研機構和大企業皆設專門小組研製專用的流量計。 七，海洋氣象，江河湖泊 　這些領域為敞開流道，一般需檢測流速，然後推算流量。流速計和流量計所依據的物理原理及流體力學基礎是共通的但是儀表原理及結構以及使用條件有很大差別。

測量範圍

耐腐型通徑DN（mm）	普通型通徑DN（mm）	流 量 范 圍		最大壓力損失
		空氣m/h 20℃0.101325 MPa	水L/h 20℃	空氣（kPa）	水（kPa）
15	15	0.07～0.7	2.5～25	7.1	6.5
		0.11～1.1	4.0～40	7.2	6.5
		0.18～1.8	6.0～60	7.3	6.6
		0.28～2.8	10～100	7.5	6.6
		0.40～4.0	16～160	8.0	6.8
		0.70～7.0	25～250	10.8	7.2
		1.00～10	40～400	10	8.6
25		1.60～16	60～600	14	11.1
	25	3.00～30	100～1000	7.7	7
		4.50～45	160～1600	8.8	8
		7.00～70	250～2500	12	10.8
50		11～110	400～4000	19	15.8
	50	18～180	600～6000	8.6	8.1
		25～250	1000～10000	10.4	11
80		40～400	1600～16000	15.6	17
	80	75～750	2500～25000		8.1
100		100～1000	4000～40000		9.5
	100	150～1500	6000～60000		10
150	125		8000～80000
			100000～1000000
	150		15000～150000

工作原理

氮氣流量計工作原理介紹

在流體中設定三角柱型旋渦發生體，則從旋渦發生體兩側交替地產生有規則的旋渦，這種旋渦稱為卡門旋渦，如右圖所示，旋渦列在旋渦發生體下游非對稱地排列.設旋渦的發生頻率為f，被測介質平均流速為 ，旋渦發生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，即可得到以下關係式：

f=SrU1/d=SrU/md 　（1）

式中　U1--旋渦發生體兩側平均流速，m/s；

Sr--斯特勞哈爾數；

m--旋渦發生體兩側弓形面積與管道橫截面面積之比

管道內體積流量qv為

qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr 　(2)

K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 　 (3)

式中 K--流量計的儀表係數，脈衝數/m3（P/m3）。

K除與旋渦發生體、管道的幾何尺寸有關外，還與斯特勞哈爾數有關。斯特勞哈爾數為無量綱參數，它與旋渦發生體形狀及雷諾數有關，圖2所示為圓柱狀旋渦發生體的斯特勞哈爾數與管道雷諾數的關係圖。由圖可見，在ReD=2×104～7×106範圍內，Sr可視為常數，這是儀表正常工作範圍。當測量氣體流量時，VSF的流量計算式為(4)

式中 qVn，qV--分別為標準狀態下（0oC或20oC，101.325kPa）和工況下的體積流量，m3/h；

Pn，P--分別為標準狀態下和工況下的絕對壓力，Pa；

Tn，T--分別為標準狀態下和工況下的熱力學溫度，K；

Zn，Z--分別為標準狀態下和工況下氣體壓縮係數。

由上式可見，VSF輸出的脈衝頻率信號不受流體物性和組分變化的影響，即儀表係數在一定雷諾數範圍內僅與旋渦發生體及管道的形狀尺寸等有關。但是作為流量計在物料平衡及能源計量中需檢測質量流量，這時流量計的輸出信號應同時監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。氮氣流量計便是依據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適應能力，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、壓力感測器可測量標況體積流量和質量流量，是節流式流量計的理想替代產品。為提高氮氣流量計的耐高溫及抗振動性能，我公司新近開發出了SKLUG改進型渦街流量感測器，因其獨特的結構和選材使該感測器可在高溫（350℃）、強振動（≤1g）的惡劣工況下使用。

在實際套用中，往往最大流量遠低於儀表的上限值，隨著負荷的變化，最小流量又往往會低於儀表的下限值，儀表並非工作在它的最佳工作段，為了解決這一問題，通常採用在測量處縮徑提高測量處的流速，並選用較小口徑的儀表以利於儀表的測量，但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長度為15D以上的直管段進行整流，使加工、安裝都不方便。我公司研製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，其結構尺寸小，僅為工藝管內徑的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。

為了使用方便，電池供電的就地顯示型氣體渦街流量計採用微功耗高新技術，採用鋰電池供電可不間斷運行一年以上，節省了電纜和顯示儀表的採購安裝費用，可就地顯示瞬時流量、累積流量等。溫度補償一體型渦街流量計還帶有溫度感測器，可以直接測量出飽和蒸汽的溫度並計算出壓力，從而顯示飽和蒸汽的質量流量。溫壓補償一體型帶有溫度、壓力感測器，用於氣體流量測量可直接測量出氣體介質的溫度和壓力，從而顯示氣體的標況體積流量。

◆測量介質： 氣體、液體、蒸氣

◆口徑規格 法蘭卡裝式口徑選擇 25,32,50,80,100

◆法蘭連線式口徑選擇 100,150,200

◆流量測量範圍 正常測量流速範圍 雷諾數1.5×104～4×106；氣體5～50m/s; 液體0.5～7m/s

正常測量流量範圍 液體、氣體流量測量範圍見表2； 蒸氣流量範圍見表3

◆測量精度 1.0級 1.5級

◆被測介質溫度:常溫–25℃～100℃

◆高溫–25℃～150℃ -25℃～250℃

◆輸出信號 脈衝電壓輸出信號 高電平8～10V 低電平0.7～1.3V

◆脈衝占空比約50%,傳輸距離為100m

◆脈衝電流遠傳信號 4～20 mA,傳輸距離為1000m

◆儀表使用環境 溫度:-25℃～+55℃ 濕度:5～90% RH50℃

◆材質 不鏽鋼, 鋁合金

◆電源 DC24V或鋰電池3.6V

◆防爆等級 本安型iaIIbT3-T6

防護等級 IP65

產品選型表

代號	通徑	流量範圍㎡/h
SYLU-25	DN25	1~10(液體)			25~60（氣體）			蒸汽流量請查看說明書，DN300以上推薦使用插入式渦街流量計
SYLU-32	DN32	1.5~18(液體)			15~150（氣體）
SYLU-40	DN40	2.2~27(液體)			22.6~150（氣體）
SYLU-50	DN50	4~55(液體)			35~350（氣體）
SYLU-80	DN80	9~135(液體)			90~900（氣體）
SYLU-100	DN100	14~200(液體)			140~1400（氣體）
SYLU-150	DN150	32~480(液體)			300~3000（氣體）
SYLU-200	DN200	56~800(液體)			550~5500（氣體）
	代號	功能1
	N	無溫壓補償
	Y	有溫壓補償
		代號	輸出型號
		F1	4-20mA輸出（二線制）
		F2	4-20mA輸出（三線制）
		F3	RS485通訊接口
			代號	被測介質
			J1	液體
			J2	氣體
			J3	蒸汽
				代號		連線方式
				L1		法蘭卡裝式
				L2		法蘭連線式
						代號	功能2
						E1	1.0級
						E2	1.5級
						T1	常溫
						T2	高溫
						T3	蒸汽
						P1	1.6MPa
						P2	2.5MPa
						P3	4.0MPa
						D1	內部3.6V供電
						D2	DC24V供電
						B1	不鏽鋼
						B2	碳鋼