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压缩机管道流量计

金湖翔盛仪表有限公司

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所在地：江苏淮安市

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更新时间：2020-08-02

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公司地址：江苏省金湖县闵桥工业集中区

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产品简介

压缩机管道流量计是应用流体振荡原理来测量流量的，流体在管道中经过涡街流量变送器时，在三角柱的旋涡发生体后上下交替产生正比于流速的两列旋涡。

公司简介

金湖翔盛仪表有限公司座落在美丽富饶的高邮湖畔，有“天下一荷花”美称的鱼米之乡——金湖境内，交通方便，东临京沪高速、西靠宁连高速、盐金线贯穿境内。热销产品：盐酸流量计，智能雷达物位计，磁翻板液位计，巴歇尔槽，超声波明渠流量计，流速仪，塑料转子流量计，水煤浆流量计，涡轮流量计，超声波流量计。
我公司经营的电磁流量计、双色石英管液位计，玻璃板液位计、玻璃板液位计、威力巴流量计、涡街流量计、V锥流量计、涡轮流量计、蒸汽流量计、超声波流量计、孔板流量计、旋进旋涡流量计、隔膜压力表、数显压力表、膜片压力表、不锈钢压力表、膜盒压力表、双金属温度计、热电偶、热电阻校验仿真仪、压力校验仪、台式压力泵、侧装式磁翻板液位计、雷达物位计等系列产品普遍应用于电力、石油、化工、机械、冶金、水泥、玻璃、焦化等行业。
在互联网商务的时代浪潮中，公司专门成立了电子商务部，依靠专业的网络技术力量和电子商务贸易手段，实施对传统经济和资源的整合以及大范围快速的拓展市场。公司成立以来凭借良好的信誉及优良的服务已经与各地区的工业生产厂商建立了长期稳定的商业贸易伙伴关系。
本公司将以优质的产品、优惠的价格、优良的服务积极参与市场竞争，竭诚与各界朋友，新老客户诚信合作，共创辉煌。

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产品说明

      压缩机管道流量计是应用流体振荡原理来测量流量的，流体在管道中经过涡街流量变送器时，在三角柱的旋涡发生体后上下交替产生正比于流速的两列旋涡，旋涡的释放频率与流过旋涡发生体的流体平均速度及旋涡发生体特征宽度有关。该流量计是常用的测量工具，是工业上不可缺少的，一般具有测量准确等特点，接下来我们就来具体了解一下。
      压缩机管道流量计的配合隔离、屏蔽、滤波等措施，克服了同类产品抗震性差、小信号数据紊乱等问题，并采用了独特的传感器封装技术和防护措施，保证了产品的可靠性。气体涡街流量计产品有基本型和复合型两种型式，基本型测量单量信号；复合型可同时实现温度、压力、流量的测量。每种型式都有整体、分体结构，以适应不同的安装环境。
      压缩机管道流量计的测量原理饱和蒸汽流量测量在80年代人们普遍采用标准孔板流量计，但从流量仪表发展状况来看，孔板流量计尽管其历史悠久、应用范围广；人们对它的研究也充分，试验数据完善，但用标准孔板流量计来测量饱和蒸汽流量，它仍存在一些不足之处：
一、压力损失较大；
二、导压管、三组间及连接接头容易泄漏；
三、量程范围小，一般为3：1，对流量波动较大易造成测量值偏低。
    而气体涡街流量计具有结构简单，涡街变送器直接安装于管道上，克服了管路泄漏现象。另外，气体涡街流量计的压力损失较小，量程范围宽，对饱和蒸汽测量量程比可达30：1。因此，随着气体涡街流量计测量技术的成熟，它使用越来越受到人们的青睐。
1.引言
      压缩机管道流量计（或称旋涡流量计）是一种基于流体振荡原理的速度式流量仪表。它的输出信号是与流量成正比的脉冲频率信号或标准电流信号，可远距离传输，并且输出信号仅与流量有关，不受流体的温度、压力、成分、粘度和密度的影响。它具有量程比宽，结构简单，无运动件，检测元件不接触被测流体，具有测量精度高、应用范围广、使用寿命长等特点。因此，涡街流量计自20世纪60年代末诞生以来，发展异常迅速，许多研究者进行了大量的工作，开发出了众多类型的涡街流量计，并大量生产投放市场，像这样在短短几年时间内就达到从实验室样机到批量生产过程的流量计还是的。
   然而，在经历了20世纪80～90年代的“涡街热”以后，涡街流量计的发展放慢了步伐。由于对这种仪表的生产、设计、选型和应用方面的经验不足，面对各行各业千差万别的现场和测量对象，有些问题逐步暴露出来，如安装条件和方式对测量的影响等。对于安装条件（即各种使用条件下所必须的直管段长度）的要求，不同仪表厂家都会给出一个比较合理的建议值。但是，对于安装方式（即流量计水平安装或垂直安装）给涡街流量计造成的影响，一般都没有涉及。本文通过相同条件下的实验研究，定量地讨论和比较了水平、垂直两种安装方式对涡街流量计测量的影响。
2．压缩机管道流量计测量原理
   在流体中垂直于流向插入一根非流线型柱状物体（即旋涡发生体），当流速大于一定值时，在柱状物两侧将产生两排旋转方向相反、交替出现的非对称的旋涡列（即卡门涡街），如图1所示，通过检测涡街产生的频率，根据有关的关系式得到流体的流量。
涡街流量计测量原理示意图

设旋涡的发生频率为f，被测介质来流的平均速度为u，旋涡发生体迎面宽度为d，管道内径为D，根据卡门涡街原理，有如下关系式：

式中u1为旋涡发生体两侧的平均流速，m/s；St为斯特劳哈尔数，量纲为1；m为旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比，量纲为1。
管道内流体的体积流量qv为：

式中K为涡街流量计的仪表系数，Hz/(m3/h)。
式（3）就是涡街流量计测量的基本关系式，其中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，在ReD = 2×104 ~ 7×106范围内，St可视为常数，这是仪表正常工作范围。同时可以看到，涡街流量计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。
3. 压缩机管道流量计的安装方式
在工程实际应用中，涡街流量计通常有如图2所示的几种安装方式[10]，其中（a）、（b）、（c）三种方式都属于水平安装；（d）则为涡街流量计的垂直安装。对不同的流体应采用不同的安装方式。普通液体、气体、含水量液体的气体、低温气体和液体、含微量固体颗粒的液体和气体等可采用（a）、（c）、（d）方式安装；高温液体、高温气体、蒸汽可采用（b）、（c）、（d）方式安装；湿饱和蒸汽可采用（a）、（c）、（d）方式安装；液－气（含微量气体）、液－固（含微量固体）和液－液两项流中，如果气、固相不超出可测量范围，建议先采用（d）方式安装。
涡街流量计常用安装方式示意图

4. 实验及结果讨论
4.1 实验装置与过程
实验装置结构如图3所示，水稳压罐为管路提供恒定的水压，使实验时流量稳定，水流量的大小由调节阀来调节，流量范围为2～20 m3/h。电磁流量计作为标准流量表给出进入实验段的水的标准流量值，精度为0.5％。涡街流量计分别按照水平和垂直两种方式安装在实验管路中，它们都具有足够长的前、后直管段长度，并且其它安装条件都严格按照规定的要求。涡街流量计的信号通过示波器采集，采样频率选用1000 Hz，每组数据包含2500点。

4. 2 实验结果与分析
分别对在水平和垂直两种安装方式时测得的涡街信号进行快速傅里叶变换（FFT），可以得到涡街频率值，图4给出了涡街频率与流量之间的关系。从图中可以看出，两者之间的差别很小。再分别对测得的涡街率与流量做零截距zui小二乘拟合，得到水平、垂直安装的涡街流量计仪表系数分别为2.5202 Hz/(m3/h)和2.5198 Hz/(m3/h)，相对误差小于0.02%。可见，在安装方式对涡街流量计的测量影响很小，可以忽略。
涡街流量计不用安装方式涡街频率与流量关系

为了进一步研究涡街流量计安装方式的影响，本文还比较了在水平和垂直两种方式下的涡街信号的幅度。图5给出了涡街信号幅度与流量之间的关系，可以看出信号幅度都与流量成近似二次方关系，在相同流量下，信号幅度基本上相等，这说明涡街流量计安装方式对其信号幅度影响很小，也即旋涡的能量（正比于幅度的平方）几乎不受影响。但是，仔细比较可以发现，涡街流量计水平安装时的信号幅度略大于垂直安装的情况，这里可定性地理解为，当涡街流量计垂直安装时部分旋涡能量因为克服重力而耗散，使得涡街流量计传感器感测到的涡街能量变少，从而造成信号幅度减小。
常用气体介质的标准状态密度（0℃，压P=0.1MPa）

气体名称	密度(kg/m³)	气体名称	密度(kg/m³)
空气(干)	1.2928	乙炔	1.1717
氮气	1.2506	乙烯	1.2604
氧气	1.4289	丙烯	1.9140
氩气	1.7840	甲烷	0.7167
氖气	0.9000	乙烷	1.3567
氨气	0.7710	丙烷	2.0050
氢气	0.08988	丁烷	2.7030
一氧化碳	1.97704	天然气	0.8280
二氧化碳	1.3401	煤制气	0.8020

压缩机管道流量计流量范围
参比条件下涡街流量传感器工况流量范围表

仪表口径 (mm)	液体		气体
仪表口径 (mm)	测量范围 (m³/h)	输出频率范围 (Hz)	测量范围 (m³/h)	输出频率范围 (Hz)
15	0.3-6	10	2.8-12	60
20	0.6-12	10	5-42	60
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)	1200～17000	5.8～88	17000～170000	85～880
>(1000)	协议		协议

压缩机管道流量计选型：

型号								说明
LUGB	-□	/□	/□	/□	/□	/□	/□
仪表类型	1							法兰连接（管道式）	请参考【3.2流量范围及性能指标】表格中参数→连接方式
	2							法兰夹装（管道式）
	3							简易安装（插入式）
	4							球阀安装（插入式）
测量介质		1						气体
		2						液体
		3						蒸汽
公称通径			**					请参考【3.2流量范围及性能指标】表格中参数→公称通径
结构形式				Z				一体式仪表
				F				分体式仪表
转换器类型					N			传感器型：+12V或24V供电，输出三线制脉冲信号
					A			变送器型：+24V供电，输出二线制4～20mA
					B			内供电，现场显示无信号输出
					C			内供电+外供电，现场显示并输出二线制4～20mA（可增加协议输出）
					D1			一体化温度补偿：适合饱和蒸汽
					D2			一体化温度压力补偿：适合过热蒸汽及一般气体
防爆等级						N		标准型，不防爆
						E		隔爆型，ExdIICT5或ExdIIBT6
耐压等级							N	常规
							H(x)	高压（协商订货）