管道风量流量计

      管道风量流量计传感器只适用单相介质，在供热系统中，同一时间只能选过热蒸汽、饱和蒸汽和水中的一种介质进行计量。在供热系统中，热电厂送出的是过热蒸汽。随着蒸汽在管道内流动，温度不断下降，过热蒸汽逐渐变为饱和蒸汽，在管道末端或用汽量很小的情况下，蒸汽还会变为湿饱和汽、汽水混合介质，甚至是水。
      由管道风量流量计质量流量公式Qm=3600fρ/K=Qv×ρ可知，蒸汽质量流量取决于传感器输出频率f(管道流速)和蒸汽密度ρ，仪表系数K随传感器为定值，频率f随用汽量大小而变化，蒸汽密度ρ在过热和饱和蒸汽中，随压力和(或)温度变化，可查表得到。湿饱和汽、汽水混合介质，无表可查，无法得到密度，流体也不是单相介质，而实际使用中只能按饱和汽计量，在此产生误差大。
       热网管道除去跑、冒、滴、漏情况外，很大损耗就来自这种情况，处理不好管损能达到25%～30%。若供热管道末端有不间断用汽的大用户，此情况可避免。 
       管道风量流量计技术指标的提高是行业发展的追求，如测量范围，电阻从超导到1014Ω，温度从接近零度到1010℃。如测量准确度，时间测量从30万年不差1秒提高到600万年不差1秒。追求高稳定性和高可靠性随着仪器仪表和测控系统应用领域的不断扩大，可靠性技术在航天航空、电力、冶金、石油化工等大型工程和工业生产中起到维护正常工作的重要作用。保障现场仪器仪表的测控系统正常工作的涡街流量计也要求高稳定性和高可靠性。因为新材料的出现和各种加工技术的发展，现代的可靠性按平均无故障时间与10年前相比提高了3倍。微型便携化涡街流量计的应用场合已经走出实验室，无论是现场校准还是环境保护的现实需求都需要便携式涡街流量计。规模集成(VLSI)新器件、微机电系统(MEMS)、圆片规模集成(WSI)和多芯片模块(MCM)等；采用微控技术、微加工技术、微检测技术、微光源、微分光光学系统、微传感器等，使涡街流量计产品体积缩小，精度提高成为可能。
管道风量流量计结构特点：
1.旋涡发生体的基本结构
旋涡发生体形状有圆柱、三角往、T型柱、四角柱等，以下主要介绍圆柱与三角柱这两种型式。
(1)圆柱型旋涡发生体
前面关于旋涡理论部分的内容就是以圆柱为例进行讨论的。虽然这种型式使用较早，但严格地说，在高流速下它的斯特罗哈数并不稳定.因此，人们就将其改进成开狭缝或导压孔形式.
开导压孔的圆柱旋涡发生器如图1所示.由于有导压孔存在，当旋涡发出的同时产生的交替升力使流体通过导压孔流动，产生一边吸入，一边吹出的效果.当流体附面层在圆柱表面开始分离时，在吸入一侧，分离被抑制;在吹出一例，分离则被促进发生.这样就可使流体分离点的位置固定下来，也就可以使斯特罗哈数相对稳定.
(2)三角柱型旋涡发生体
目前采用较多的旋涡发生体是三角柱形的，其形状一般由实验确定.它不仅可以得到比圆柱更强烈的旋涡，而且它的边界层分离点是固定的.
在推导频率与流速关系式时，使用了涡街的稳定条件：间隔比h/ ，这说明旋涡产生的频率受到一定的旋涡空间构造影响，而旋涡的空间结构与旋涡发生体的形状有关.
2. 涡街流量计旋涡发生体形状的基本要求
旋涡发生体的形状目前已有很多种式样，但必须具有一些相同的基本要求：
①有钝的(即非流线型的)截面形状――这是产生旋涡的条件;
②上下截面形状相同，并且左右对称――流动接近二维流动的条件;
③边界层分离点是固定的.
同时，旋涡发生体在管道中的安装位置必须严格对称.
注意：
①在上述推导过程中，均是在一维流动的条件下的.然而在圆管中的流动，是具有轴对称分布的三维流动.
②在有管道存在的条件下，会有附加的流速分布畸变、旋流、波动等不稳定因素.
上述两点都会对旋涡的稳定性与规律性产生重要的影响.所以，在涡街现象发现以后的很长时间内，一直未能用来进行测量流量，除了信号检测技术以外，上述两点也是重要的原因.为了克服上述因素带来的影响，必须对旋涡发生体形状有一定要求，使管内的旋涡发生体处流动尽量接近二维流动，以控制三维流动中旋涡发生体发出的旋涡相位，使涡线弯曲变得小.
所以，旋涡发生体形状对涡的发出有决定性的影响.
1.管道风量流量计安装方式为竖直安装，介质自下而上通过流计。即将流量计安装在竖直管道上，流量方向为自下向上。
2.水平安装时，必须将流量计装在整个系统的高压区，并保证相应的出口压力；不要安装在管路的zui高点，因zui高点往往气体积聚，管道非满，出口不可直接放空。
3.涡街流量计只能单向测量，安装时注重保证介质流量方向与流量计箭头所示方向一致。
4.安装时注重管道口径应略大于或等于仪表的内径。
5.测高温流体时，尽量采用竖直安装方式；若不得不水平安装，请将流量计的变送器部分竖直向下，或水平侧装，避免温度过高；注重安装位置处空气流动或通风良好。
6.直管段要求：至少保证流量计前15倍管径，流量计后5倍管径。如流量计前有弯头，缩进，扩大等干扰源，则需保证流量计前30–40倍的管径，流量计后6倍管径。流量计应安装于调节阀，压力或温度传感器的上游。
7.涡街流量计使用密封圈时，注重密封圈内径应略大于或等于仪表的内径，密封圈中心位于管道中心。
管道风量流量计检测旋涡信号有5种方式：
1、旋涡发生体上开设导压孔，在导压孔中安装检测元件检测发生体两侧差压；
2、检测旋涡发生体背面交变差压；
3、检测智能涡街流量计尾流中旋涡列。
4、用设置在旋涡发生体内的检测元件直接检测发生体两侧差压；
5、检测旋涡发生体周围交变环流；
上述这五种检测方式，涡街流量计采用不同的检测技术(热敏、超声、应力、应变、电容、电磁、光电、光纤等)可以构成不同类型的。
管道风量流量计选型指南：
确定传感器的结构
1、连接方式：法兰卡装式（表体不带法兰）或法兰连接式（表体本身带法兰）。一般建议选用法兰卡装式，因为其结构紧凑，价格低，而且供货周期短。
2、结构类型：一体式结构和分体式结构。一般采用一体式结构，只有在特殊场合下采用分体式结构（如：介质温度高时、环境温度或湿度高时、带现场显示为读数方便时）。
3、显示方式：无现场显示、带现场显示和只带现场显示。现场显示是指在表头上装有液晶显示器，可显示累积流量、瞬时流量等参数。
4、信号输出方式：脉冲信号输出和4～20mA标准电流信号输出。一般情况下建议采用脉冲信号输出，因为脉冲信号直接与漩涡脱落频率相 对应，不需转换，具有zui高的累计精度；同时，在通常的传输距离内，脉冲信号传输效果较好。标准电流信号输出一般用于与终端或控制系统组成流量测量系统。
5、防爆形式：非防爆型和本安防爆型。如果被测介质是易燃易爆物质或测量环境存在易燃易爆物质，应选用防爆型。
 

上下游直管段要求图：

管道风量流量计流量范围

代号	通径	流量范围㎡/h
LUG-25	DN25	1~10（液体）	25~60（气体）
LUG-32	DN32	1.5~18（液体）	15~150（气体）
LUG-40	DN40	2.2~27（液体）	22.6~150（气体）
LUG-50	DN50	4~55（液体）	35~350（气体）
LUG-80	DN80	9~135（液体）	90~900（气体）
LUG-100	DN100	14~200（液体）	140~1400（气体）
LUG-150	DN150	32~480（液体）	300~3000（气体）
LUG-200	DN200	56~800（液体）	550~5500（气体）

注：DN250~DN600可按客户要求订货，DN300以上推荐使用插入式涡街流量计。

管道风量流量计选型图谱

型号	口径
XS-LUG	15~300
		代号	功能
		N	无温压补偿
		Y	有温压补偿
			代号	连接方式
			L1	法兰卡装式
			L2	法兰连接式
				代号	输出信号
				F1	二线制4-20mA输出
				F2	三线制4-20mA输出
				F3	RS485通讯接口
					代号	测量介质
					J1	液体
					J2	气体
					J3	蒸汽
						代号	介质温度
						T1	常温
						T2	高温
						T3	蒸汽
							代号	压力MPa
							P1	1.6
							P2	2.5
							P3	4.0
								代号	供电方式
								D1	内部3.6V
								D2	DC24V