测天然气流量计

         测天然气流量计选型要点是否正确是关系到流量的计量的关键工作，要获得准确的测量结果，选型时应该注意，介质温度、压力、流量范围及安装环境等技术参数，其中流量范围的选择尤为重要，流量太小仪表难以检测出信号，流量太大，仪表容易超量程。
测天然气流量计工况体积流量换算方法：
 1：根据工艺设定的流量范围计算出实际管道工作状态下的体积流量：
工艺设定的流量可以是质量流量（kg/h）、工作状态下的体积流量（m3/h）或标准状态的体积流量（N m3/h），将质量流量或标准状态的体积流量换算成工作状态下的体积流量的方法如下：
a． 将质量流量的zui大流量（量程上限）Gmax（kg/h）换算成工作状态下的体积流量Qmax（m3/h），计算公式为：
Qmax Gmax×—   m3/h）
        式中: ρ ——仪表工作条件下介质的密度ｋｇ/ｍ3
b． 将气体标准状态的zui大流量（量程上限）Q0max（Nm3/h）换算成工作状态下的体积流量Qmax（m3/h），计算公式为：
Qmax Q0max×—————×—————   m3/h）
式中: Ｐ ——仪表工作条件下气体的表压（ＭＰａ）；
　　          ｔ ——仪表工作条件下气体的温度（℃）。
2：根据工作状态下的zui大体积流量Qmax（m3/h）计算涡街的zui大频率fmax：
fmax  ———×Qmax×Ｋ×ＫＴ   Hz）
式中: Ｋ ——仪表系数（１／Ｌ），K值标明在仪表铭牌上；
　　          ＫＴ——温度修正系数。

测天然气流量计在特定的流动条件下，一部分流体动能转化为流体振动，其振动频率与流速（流量）有确定的比例关系，依据这种原理工作的流量计称为流体振动流量计。目前流体振动流量计有三类：涡街流量计、旋进（旋涡进动）流量计和射流流量计。流体振动流量计具有以下一些特点：
　　1）输出为脉冲频率，其频率与被测流体的实际体积流量成正比，它不受流体组分、密度、压力、温度的影响；
　　2）测量范围宽，一般范围度可达10：1以上；
　　3）度为中上水平；
　　4）无可动部件，可靠性高；
　　5）结构简单牢固，安装方便，维护费较低；
　　6）应用范围广泛，可适用液体、气体和蒸气。
　　本文仅介绍涡街流量汁（以下简称VSF或流量计）。
　　VSF是在流体中安放一根（或多根）非流线型阻流体（bluff body），流体在阻流体两侧交替地分离释放出两串规则的旋涡，在一定的流量范围内旋涡分离频率正比于管道内的平均流速，通过采用各种形式的检测元件测出旋涡频率就可以推算出流体的流量。
　　早在1878年斯特劳哈尔（Strouhal）就发表了关于流体振动频率与流速关系的文章，斯特劳哈尔数就是表示旋涡频率与阻流体特征尺寸，流速关系的相似准则。人们早期对涡街的研究主要是防灾的目的，如锅炉及换热器钢管固有频率与流体涡街频率合拍将产生共振而破坏设备。涡街流体振动现象用于测量研究始于20世纪50年代，如风速计和船速计等。60年代末开始研制封闭管道流量计--涡街流量计，诞生了热丝检测法及热敏检测法VSF。70、80年代涡街流量计发展异常迅速，开发出众多类型阻流体及检测法的涡街流量计，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。
　　我国VSF的生产亦有飞速发展，生产厂达数十家，这种生产热潮国外亦未曾有过。应该看到，VSF尚属发展中的流量计，无论其理论基础或实践经验尚较差。至今基本的流量方程经常引用卡曼涡街理论，而此理论及其一些定量关系是卡曼在气体风洞（均匀流场）中实验得出的，它与封闭管道中具有三维不均匀流场其旋涡分离的规律是不一样的。至于实践经验更是需要通过长期应用才能积累。一般流量计出厂校验是在实验室参考条件下进行的，在现场偏离这些条件不可避免。工作条件的偏离到底会带来多大的附加误差至今在标准及生产厂资料中尚不明确。这些都说明流量计的迅速发展需求基础研究工作必须跟上，否则在实用中经常会出现一些预料不到的问题，这就是用户对VSF存在一些疑虑的原因，它亟需探索解决。
测天然气流量计主要特点：
1．结构简单而牢固，无可动部件，可靠性高，长期运行十分可靠 。
2．安装简单，维护十分方便。
3．检测传感器不直接接触被测介质，性能稳定，寿命长。
4．输出是与流量成正比的脉冲信号，无零点飘移，精度高。
5．测量范围宽，量程比可达1：10。
6．压力损失较小，运行费用低，更具节能意义。
7．在一定的雷诺数范围内，输出信号频率不受流体物理性质和组分变化的影响，仪表系数仅与旋涡发生体的形状和尺寸有关，测量流体体积流量时无需补偿，调换配件后一般无需重新标定仪表系数。
8．应用范围广，蒸汽（饱和蒸蒸汽），气体（空气、氧气、氮气、煤气、天燃气、气体、氢气、液化石油气、过氧化氢、烟道气、甲烷、丁烷、氯气、燃气、沼气、二氧化碳、氮气、乙炔、光气、氧气、压缩空气、氩气、甲苯、苯、二甲苯、硫化氢、二氧化硫、氨气）、蒸汽、液体和水等）、液体（水、高温水、油、食品液、化学液等）、液体，气体的流量均可测量。
测天然气流量计工作原理
　   涡街流量传感器是以卡门（Kaman）和斯特劳哈（Strouhsl）有关旋涡的产生和旋涡与流速关系的理论来测量流量的。当介质以一定速度流过三角柱体时，在三角柱体两侧后面产生一个交替排列的旋涡带，称之为“卡门涡街”（见下图）。
      由于旋涡发生体两侧交替产生旋涡，于是在发生体两侧产生压力脉动，从而使检测体产生交变压力，封装在探头体内的压电晶体元件在交变应力的作用下，产生与旋涡同频率的交变电荷信号，放大器将这种电荷信号进行放大、滤波、整形、输出频率与介质流速成正比的脉冲信号（或转换成4 ～20mA信号）,送至积算仪进行处理、显示和控制。
      一定雷诺数范围内（2×104～7×106），旋涡的释放频率f与流体流速V及旋涡发生体的迎流面宽度d之间关系式为f=St·v/d，式中St 为斯特劳哈数，它是一个无量纲的系数，只要准确测出频率f，就可以求得流体流速v，由v求出体积流量。
测天然气流量计技术指标：
1．测量介质：液体、气体、饱和蒸汽、过热蒸汽。
2．精度等级：液体±1.0%，气体（蒸汽） ±1.5%，插入式±2.5%。
3．工作压力：1.6MPa，2.5MPa，4.0MPa，6.4MPa。
4．介质温度：普通型-40～150℃ 中温型-40～250℃ 高温型-40～350℃。
5．输出信号：三线电压脉冲，低电平0～1V，高电平 > 4V，占空比50%； 二线制标准电流4～20mA；三线制标准电流0～10mA。
6．工作环境：-35℃～+60℃，湿度≤95%RH。
7．工作电源：DC12V；DC24V。
8．壳体材料：碳钢、不锈钢。
9．防爆类型：本安型 ExibIICT6。
测天然气流量计流量范围：

测天然气流量计产品选型表：