DN80空氣流量計(jì)插入式空氣管道計(jì)量表

 空氣流量計(jì)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(diǎn)是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時(shí)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)能長期穩(wěn)定,也有數(shù)字脈沖信號輸出,容易與計(jì)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。
二、工作原理：

空氣流量計(jì)工作原理是由設(shè)計(jì)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(dāng)流體流經(jīng)旋渦發(fā)生體時(shí)，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(fù)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(biāo)準(zhǔn)信號）。
三、流量計(jì)使用選擇及應(yīng)用：
1、為了使用方便，電池供電型采用微功耗*，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(shí)流量、累積流量等。
2、溫度補(bǔ)償一體型渦街流量計(jì)還帶有溫度傳感器，可以直接測量出飽和蒸汽的溫度并計(jì)算出壓力，從而顯示飽和蒸汽的質(zhì)量流量。
3、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。
4、廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、機(jī)械、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(jì)量和節(jié)能管理。
四、空氣流量計(jì)主要特點(diǎn)：
1、可在很寬的流量范圍內(nèi)精確測量氣體、液體和蒸汽的流量而不受流體物理性質(zhì)的影響；
2、不受溫度、壓力的影響，同時(shí)不易堵，不易卡，不易結(jié)垢，耐高溫，高壓；
3、安全防爆，適用于惡劣環(huán)境；
4、無可動部件、無孔洞縫隙設(shè)計(jì)，產(chǎn)品無磨損、耐臟污，無須機(jī)械維修，使用壽命長；
5、采用微功耗*,電池供電的現(xiàn)場顯示型流量計(jì),可不斷電運(yùn)行兩年以上；
6、溫壓補(bǔ)償一體化設(shè)計(jì)；
7、電流輸出均為電隔離型,具有良好的共模干擾抑制能力；
8、同時(shí)顯示流量值與累計(jì)流量值,不必輪流切換；
9、采用抗振動探頭，有效消除外界振動影響；
10、采用分體式信號轉(zhuǎn)換器，電纜最長100米；
11、量程比寬達(dá)20：1；
12、儀表整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，動態(tài)測量范圍寬，壓力損失小；
13、表體采用不銹鋼材質(zhì)，可適用于腐蝕性介質(zhì)的測量；
14、空氣流量計(jì)現(xiàn)場液晶顯示，脈沖、4～20mA輸出或485通迅，可與工業(yè)自動化系統(tǒng)連接。
五、
空氣流量計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)表 ( 一 )

公稱通徑 (mm)	25 ， 40 ， 50 ， 65 ， 80 ， 100 ， 125 ， 150 ， 200 ， 250 ， 300 ， (300 ～ 1000 插入式 )
公稱壓力 (MPa)	DN25-DN200 4.0(>4.0 協(xié)議供貨 ) ， DN250-DN300 1.6(>1.6 協(xié)議供貨 )
介質(zhì)溫度 (℃)	壓電式： -40 ～ 260 ， -40 ～ 320 ；電容式： -40 ～ 300, -40 ～ 400 ， -40 ～ 450 （協(xié)議訂貨）
本體材料	1Cr18Ni9Ti ， ( 其它材料協(xié)議供貨 )
允許振動加速度	壓電式 : 0.2g 電容式 :1.0 ～ 2 .0g
精確度	±1%R ， ±1.5%R ， ±1FS ；插入式： ±2.5%R ， ±2.5%FS
范圍度	1 ： 6 ～ 1 ： 30
供電電壓	傳感器： +12V DC ， +24V DC ；變送器： +12V DC ， +24V DC ；電池供電型： 3.6V 電池
輸出信號	方波脈沖 ( 不包括電池供電型 ) ：高電平 ≥5V ，低電平 ≤1V ；電流： 4 ～ 20mA
壓力損失系數(shù)	符合 JB/T9249 標(biāo)準(zhǔn)　 Cd≤2.4
防爆標(biāo)志	本安型： ExdⅡia CT2-T5 隔爆型： ExdⅡCT2-T5
防護(hù)等級	普通型 IP65 潛水型 IP68
環(huán)境條件	溫度 -20℃ ～ 55℃ ，相對濕度 5% ～ 90% ，大氣壓力 86 ～ 106kPa
適用介質(zhì)	氣體、液體、蒸汽
傳輸距離	三線制脈沖輸出型： ≤ 300m ，兩線制標(biāo)準(zhǔn)電流輸出型 (4 ～ 20mA) ：負(fù)載電阻

( 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 /m 3 ， υ=15×10 -6 m 2 /s 。
2 ．液體： 常溫水， t= 20℃ ， ρ= 998.2kg /m 3 ， υ=1.006×10 -6 m 2 /s 。
（二）空氣流量計(jì)確定流量范圍和儀表口徑的基本步驟：
1 ． 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)的最小、常用、流量
（ 3 ）介質(zhì)的、常用、壓力和溫度
（ 4 ）工作狀態(tài)下介質(zhì)的粘度
2 ． 渦街流量儀表測量的是介質(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?dú)怏w標(biāo)準(zhǔn)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?dú)怏w標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度 (kg/m 3 ) ，常用氣體介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)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 ．儀表下限流量的確定。渦街流量儀表的上限適用流量一般可不計(jì)算，渦街流量儀表口徑的選擇主要是對流量下限的計(jì)算。下限流量的計(jì)算應(yīng)該滿足兩個條件：最小雷諾數(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(shí)產(chǎn)生的旋渦強(qiáng)度應(yīng)大于傳感器旋渦強(qiáng)度的允許 值（旋渦強(qiáng)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(yùn)動粘度決定的線性下限流量：
 公式（ 7 ）
式中：
Q ρ ：滿足旋渦強(qiáng)度要求的最小體積流量 (m 3 /h)
ρ 0 : 參比條件下介質(zhì)的密度  
Q υ : 滿足最小雷諾數(shù)要求的最小線性體積流量 (m 3 /h)
ρ : 被測介質(zhì)工況密度（ kg/m 3 ）
Q 0 : 參比條件下儀表的最小體積流量
(m 3 /h)
υ : 工作狀態(tài)下介質(zhì)的運(yùn)動粘度 (m 2 /s)
υ o : 參比條件下介質(zhì)的 運(yùn)動粘度 (m 2 /s)
通過 公式（ 6 ）、（ 7 ）計(jì)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(zhǔn) . 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(dāng) 用戶測量的介質(zhì)為蒸汽時(shí)，常采用的計(jì)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(jìn)行計(jì)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(jì)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(shí) , 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：

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 ． 渦街流量計(jì)不適合測量高粘度液體。當(dāng)計(jì)算出的可測流量下限不滿足設(shè)計(jì)工藝要求時(shí)，應(yīng)該考慮選用其它類型流量計(jì)。
9 ．通過計(jì)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(jià)，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)
表 ( 二 ) 　 空氣流量計(jì)　參比條件下渦街流量傳感器工況流量范圍表

儀表口徑 (mm)	液體		氣體
	測量范圍 (m 3 /h)	輸出頻率范圍 (Hz)	測量范圍 (m 3 /h)	輸出頻率范圍 (Hz)
25	1.2 ～ 16	25 ～ 336	8.8 ～ 55	190 ～ 1140
40	2 ～ 40	10 ～ 200	27 ～ 205	140 ～ 1040
50	3 ～ 60	8 ～ 160	35 ～ 380	94 ～ 1020
80	6.5 ～ 130	4.1 ～ 82	86 ～ 1100	55 ～ 690
100	15 ～ 220	4.7 ～ 69	133 ～ 1700	42 ～ 536
150	30 ～ 450	2.8 ～ 43	347 ～ 4000	33 ～ 380
200	45 ～ 800	2 ～ 31	560 ～ 8000	22 ～ 315
250	65 ～ 1250	1.5 ～ 25	890 ～ 11000	18 ～ 221
300	95 ～ 2000	1.2 ～ 24	1360 ～ 18000	16 ～ 213
(300)	100 ～ 1500	5.5 ～ 87	1560 ～ 15600	85 ～ 880
(400)	180 ～ 3000	5.6 ～ 87	2750 ～ 27000	85 ～ 880
(500)	300 ～ 4500	5.6 ～ 88	4300 ～ 43000	85 ～ 880
(600)	450 ～ 6500	5.7 ～ 89	6100 ～ 61000	85 ～ 880
(800)	750 ～ 10000	5.7 ～ 88	11000 ～ 110000	85 ～ 880
(1000)	1200 ～ 1700	5.8 ～ 88	17000 ～ 170000	85 ～ 880
>(1000)	協(xié)議		協(xié)議

注：表中 (300) ～ (1000) 口徑為插入式
表 ( 三 ) 空氣流量計(jì)　常用氣體介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度（ 0℃ ，絕壓 P=0.1MPa ）

氣體名稱	密度 (kg/m 3 )	氣體名稱	密度 (kg/m 3 )
空氣 ( 干 )	1.2928	乙炔	1.1717
氮?dú)?/td>	1.2506	乙烯	1.2604
氧氣	1.4289	丙烯	1.9140
氬氣	1.7840	甲烷	0.7167
氖氣	0.9000	乙烷	1.3567
氨氣	0.7710	丙烷	2.0050
氫氣	0.08988	丁烷	2.7030
一氧化碳	1.97704	天然氣	0.8280
二氧化碳	1.3401	煤制氣	0.8020

( 三 ) 選型舉例：
例一：已知?dú)怏w壓力和溫度及標(biāo)況下的流量時(shí)
某壓縮空氣，標(biāo)況流量范圍為 Q N =1 200-12000Nm 3 /h , 壓力 P=0.7Mpa( 表壓 ) ，溫度 t= 30℃ 。試確定流量計(jì)口徑。
步驟一：計(jì)算壓縮空氣的工況體積流量
由公式 (3):
工況使用下限體積流量為 :
Q vmin =Q N ×0.101325×(273.15+t)/293.15/ （ P +0.1 ）
=1200×0.101325×(273.15+30)/293.15/ （ 0.7 +0.1 ）
=157(m 3 /h)
工況使用流量上限為 : Q vmax =1570(m 3 /h)
步驟二：根據(jù)使用工況流量范圍 157 -1570m 3 /h ，查表（二），滿足下限流量條件的流量計(jì)為 DN80 、 DN100 和 DN125 ，考慮到上限流量 1270m 3 /h 及使用效果和經(jīng)濟(jì)成本，初選 DN100, DN100 流量  /h)
即，流量計(jì)在該工況條件下的可測下限流量是
37.46m 3 /h ，遠(yuǎn)小于要求的工況下限流量 157m 3 /h ，確定選用 DN100 流量計(jì)。
例二：已知蒸汽壓力和溫度及工況流量時(shí)
測量介質(zhì)為過熱蒸汽，蒸汽溫度為 320 ℃ ，壓力為 1.5MPa （絕壓） , 流量范圍為 3t/h ～ 25t/h, 試 確定流量計(jì)口徑。
步驟一：計(jì)算蒸汽的等效空氣參比條件下的體積流量范圍，經(jīng)查附表 ( 二 ), 該狀態(tài)下蒸汽的密度為 : 5.665Kg /m 3 , 由公式 (8) :
 
=765(m 3 /h)
6379(m 3 /h)
步驟二：根據(jù)等效參比流量范圍 765 -6379m 3 /h ，查表（二），比較適合該流量范圍為 DN200 口徑。