气体流量计的选型

空气是我们常见的气体，因此空气流量计也是常用的流量计之一，比如美国威盾VTON品牌，单单进口气体涡轮流量计，一年的使用量就达到几十万台，所以，进口气体流量计的选型就显得很重要；那么气体流量计主要有哪些分类产品，具体区别和选型如何，本文结合美国威盾VTON品牌的进口流量计来分析。

　　一、进口气体涡街流量计

　　1.类别：涡街流量计

　　进口气体涡街流量计采用压电应力式传感器,可靠性高，可在-20℃～+250℃的工作温度范围内工作。有模拟标准信号,也有数字脉冲信号输出，容易与计算机等数字系统配套使用，是一种比较先进、理想的测量仪器。

　　2.具体参数

　　公称口径：DN15～DN2000可选用插入式：

　　可测介质温度：-40℃～280℃，-40℃～350℃

　　公称压力：≦1.6Mpa ≦2.5Mpa ≦4Mpa

　　精度等级：液体0.5级、气体、蒸汽1.0级，插入式2.5级

　　流速范围：液体0.6-6m/s,气体：5-60m/s蒸汽：5-70m/s

　　现场液晶显示：3.6V1号1节锂电池供电，使用寿命大于2年

　　材质：304不锈钢，其他材质协议订货

　　量程比：10:1

　　雷诺数：正常2×103~7*10 扩展1*10~7*10

　　防爆等级：本质安全型：EX(ia)ⅡCT2-T5 隔爆型：ExdⅡBT2-T5

　　防护等级：IP65、IP68

　　供电电源：脉冲型12VDC～ +24VDC 电流型 12VDC～+24VDC 4-20mA

　　电池供电3.6V

　　环境温度：-40℃~+55℃(非防爆场所) -25℃~+55℃(防爆场所)

　　相对湿度：≤90%

　　大气压力：86~106kPa

　　3.主要特点

　　结构简单牢固，无可动部件，可靠性高，作用维护方便。

　　检测元件不与介质接触，性能稳定，使用寿命长。

　　机构简单，通用性好、稳定高。

　　输出与流量成正比的脉冲喜好或模瓜信号，无零点漂移，精度高，方便与计算机联网。

　　流量特性不受流体压力、温度、粘度、密度、成分的影响。

　　4.原理

　　美国威盾VTON品牌的进口气体涡街流量计是利用卡门涡街原理进行流量测量的。在测量管中垂直插入一个柱状物时，流体通过柱状物两侧就自然交替地产生有规则的漩涡，这种漩涡列被称为卡门涡街。在d/D=0.281时，释放的漩涡最稳定。(D为管道直径。)卡门涡街的释放频率与流体的流动可用下式表示：F=st?v/d 式中：

　　F————————卡门涡街的释放频率

　　St————————系数

　　V—————————流速

　　d—————————柱状物宽度

　　斯特罗哈系数是涡街流量计的重要系数，在一定的雷诺数范围内，斯特罗哈数接近常数。如下图所示，在曲线的St=0.17平直部分，漩涡释放频率与流速成正比，检出频率f就可求得流速v，由v求出体积流量。

　　二、热式气体质量流量计

　　1.类别：热式气体质量流量计

　　热式气体质量流量计是基于热扩散原理而设计的，该仪表采用恒温差法对气体进行准确测量。具有体积小、数字化程度高、安装方便，测量准确等优点。

　　2.参数

　　管径范围：DN80-DN6000mm(插入式)。DN15-DN2000mm(管段式)。

　　流速范围：01.Nm/s—100Nm/s(标况条件20℃,101.33Kpa)。

　　精 准 度：±1%。

　　介质温度：-40~200℃。

　　工作压力：2.5Mpa(插入式),4.0Mpa(管段式)。

　　供电电源：一体式转换器AC220V或者DC24V 1A，分体式转换器AC220V。

　　相应速度：一秒。

　　信号输出：4-20mA RS-485。

　　显示内容：瞬时流量，质量流量，标况体积流量，累计流量，累计运行

　　时间，北京时间。

　　防护等级：IP68。

　　防爆等级：ExdⅡCT4。

　　3.特点

　　真正的质量流量计，对气体流量测量无需温度和压力补偿，测量方便准确。可得到气体的质量流量或者标准体积流量。

　　宽量程比，可测量流速高至100Nm/s低至0.1Nm/s的气体，可以用于气体检漏。

　　抗震性能好使用寿命长。传感器无活动部件和压力传感部件，不受震动对测量精度的影响。

　　安装维修简便。在现场条件允许的情况下，可以实现不停产安装和维护。(需要特殊定制)

　　数字化设计。整体数字化电路测量，测量准确、维修方便。

　　采用RS-485通讯，或HART通讯，可以实现工厂自动化、集成化。

　　原理

　　热式气体质量流量计是根据很温差原理来工作的，感器部分由两个基准级铂电阻温度传感器组成，仪表工作时，一个传感器不间断地测量介质温度T1;另一个传感器自加热到高于介质温度T2，它用于感测流体流速，称为速度传感器。该温度ΔT=T2-T1，T2>T1，当有流体流过时，由于气体分子碰撞传感器并将T2的热量带走，使T2的温度下降，若要使ΔT保持不变，就要提高T2的供电电流，气体流动速度热快，带走的热量也就越多，气体流速和增加的热量存在固定的函数关系，这就是恒温差原理。

　　三、进口气体涡轮流量计

　　1.类别：气体涡轮流量计

　　美国威盾VTON进口气体涡轮流量计是吸取了国内外流量仪表先进技术经过优化设计，综合了气体力学、流体力学、电磁学等理论而自行研制开发的集温度、压力、流量传感器和智能流量积算仪于一体的新一代高精度、高可靠性的气体精密计量仪表，具有出色的低压和高压计量性能，多种信号输出方式以及对流体扰动的低敏感性，广泛适用于天然气、煤制气、液化气、轻烃气等气体的计量。

　　2.参数

　　公称口径：　管道式：DN4～DN200，插入式：DN100～DN2000

　　精度等级：　管道式：±0.5级，±1.0级，插入式：±1.5级、±2.5级

　　环境温度：　-20℃～50℃

　　介质温度：　测量液体：-20℃～120℃

　　测量气体：-20℃～80℃

　　大气压力：　86KPa～106KPa

　　公称压力：　1.6 Mpa 、2.5Mpa 、6.4Mpa 、25Mpa

　　防爆等级：　ExdIIBT4

　　连接方式：　螺纹连接、法兰夹装、法兰连接、插入式等

　　传输距离：　传感器至显示仪距离可达500m

　　3.特点

　　优质合金涡轮，具有更高的稳流和耐腐蚀作用;

　　进口优质专用轴承，使用寿命长;

　　计量室与通气室隔绝，保证了仪表的安全性;

　　可检测被测气体的温度、压力和流量，能进行流量自动跟踪补偿，并显

　　示标准状(Pb=101.325KPa,Tb=293.15K)的气体体积累积量;可实时查询温度压力数值;

　　流量范围宽(Qmax/Qmin≥20:1)，重复性好，精度高(可达1.0级)，压力损失小，始动流量低，可达0.6m3/h;

　　智能化仪表系数多点非线性修正;

　　内置式压力、温度传感器，安全性能高、结构紧凑、外形美观;

　　仪表具有防爆及防护功能，防爆标志为ExdⅡBT4、ExiaⅡCT4，防护等级为IP65;

　　系统低功耗工作，一节3.2V10AH锂电池可连续使用3年以上;

　　仪表系数、累计流量值掉电十年不丢。

　　4. 进口气体涡轮流量计原理

　　当流体流入流量计时，在进气口专用一体化整流器的作用下得到整流并加速，由于涡轮叶片与流体流向成一定角度，此时涡轮产生转动力矩，在克服摩擦力矩和流体阻力矩后，涡轮开始旋转。在一定的流量范围内，涡轮旋转的角速度与流体体积流量成正比。根据电磁感应原理，利用磁敏传感器从同轴转动的信号轮上感应出与流体体积流量成正比的脉冲信号，该信号经放大、滤波、整形后与温度、压力传感器信号一起进入智能流量积算仪的微处理单元进行运算处理，并把气体的体积流量和总量直接显示于LCD屏上。

　　四、进口旋进旋涡流量计

　　1.类别：旋进旋涡流量计

　　旋进旋涡流量计是我公司开发研制的具有国内领先水平的新型气体流量仪表。可广泛应用于石油、化工、电力、冶金、城市供气等行业测量各种气体流量，是目前油田和城市天然气输配计量和贸易计量的首选产品。

　　2.参数

　　口径：DN25-DN200

　　流量范围：2.5m3/h

　　环境温度：-30℃～+55℃

　　相对湿度：5%～95%

　　大气压力：86KPa～106KPa

　　介质温度范围：-20℃～+70℃

　　公称压力:1.6、2.5、4.0、6.3MPa

　　防爆标志:隔爆型，防爆标志为ExdⅡBT4和ExdⅡCT4～T6(不含乙炔)。

　　出线接口:M20×1.5内螺纹。

　　3.特点：

　　无机械可动部件，耐腐蚀，稳定可靠，寿命长，长期运行无须特殊维护;

　　采用16位电脑芯片，集成度高，体积小，性能好，整机功能强;

　　智能型流量计集流量探头、微处理器、压力、温度传感器于一体, 采取

　　内置式组合,使结构更加紧凑，可直接测量流体的流量、压力和温度，并自动实时跟踪补偿和压缩因子修正;

　　采用双检测技术可有效地提高检测信号强度，并抑制由管线振动引起的干扰;

　　采用国内领先的智能抗震技术，有效的抑制了震动和压力波动造成的干扰信号;

　　采用汉字点阵显示屏，显示位数多，读数直观方便，可直接显示工作状态下的体积流量、标准状态下的体积流量、总量，以及介质压力、温度等参数;

　　采用EEPROM技术，参数设置方便，可永久保存，并可保存最长达一年的历史数据;

　　转换器可输出频率脉冲、4～20mA模拟信号，并具有RS485接口，可直接与微机联网，传输距离可达1.2km;

　　整机功耗低，可用内电池供电，也可外接电源。

　　4.原理

　　流量传感器的流通剖面类似文丘利管的型线。在入口侧安放一组螺旋型导流叶片，当流体进入流量传感器时，导流叶片迫使流体产生剧烈的旋涡流。当流体进入扩散段时，旋涡流受到回流的作用，开始作二次旋转，形成陀螺式的涡流进动现象。该进动频率与流量大小成正比，不受流体物理性质和密度的影响，检测元件测得流体二次旋转进动频率就能在较宽的流量范围内获得良好的线性度。信号经前置放大器放大、滤波、整形转换为与流速成正比的脉冲信号，然后再与温度、压力等检测信号一起被送往微处理器进行积算处理，最后在液晶显示屏上显示出测量结果(瞬时流量、累积流量及温度、压力数据)。

　　五、金属管浮子流量计

　　1.类别：金属管浮子流量计

　　VNLZ系列金属管浮子流量计是基于浮子位置测量的一种变面积流量仪表。采用全金属结构，具有体积小、压损小、量程比大(10~20：1)、安装维护方便等特点，故广泛应用于各行业复杂、恶劣环境下、对小流量、低流速、各种苛刻介质条件的流量测量与过程控制。

　　2.参数

　　测量范围 水 (20℃) 6～150000 l/h，空气(0.1013MPa 20℃) 0.05～4000 m3/h

　　量 程 比 10:1(特殊型20：1)

　　精度等级 2.5 1.5 (特殊型1.0)

　　工作压力 DN15～DN50 PN4.0MPa (特殊型25MPa)DN80～DN100 PN1.6MPa (特殊型16MPa)

　　夹套压力等级：1.6MPa

　　介质温度 标准型 -80℃～+220℃高温型 300℃衬PTFE型 ≤85℃

　　环境温度 -40℃～+120℃(电远传型≤65℃)

　　介质粘度 DN15： ≤5mPa.s， ≤30mPa.s ，DN25： ≤250mPa.s ，DN50～DN150：≤300mPa.s

　　液晶显示 瞬时流量显示数值范围:0～9999.99，累积流量显示数值范围:0～999999.90

　　输 出 标准信号:二线制4～20mA

　　报警信号:集电极开路,MAX100Ma@30VDC内部阻抗100

　　供 电 标准型:24VDC±20%，交流型:220VAC(85～265VAC)，电池型:3.6@5.2AH锂电池

　　连接方式 标准型：HG20592法兰，特殊型：用户提供法兰标准，螺纹连

　　接型：DIN11851或用户指定

　　电气接口 M20×1.5、PG11、1/2”NPT

　　整体高度 标准型:250mm(其他安装方式例外)

　　防护等级 IP65

　　防爆标志 本安型：ExiaIICT4

　　隔爆型：ExdIIBT4

　　3.特点

　　大屏幕液晶显示器,可以同时显示瞬时流量和累计流量

　　上排可切换显示:瞬时流量,环路电流,累计小信号切除量,当前环境温度,指针转动角度等信息.此时不影响下排累计量的显示

　　液晶可显示第二种工况状态下的瞬时流量, 订货时,累计量可选择第一种工况状态下的累计量还是第二种工况状态下的累计量

　　双排液晶显示器功耗为微安级,均满足本安防爆要求.

　　精度:<0.5%,温飘:<0.2%/10℃

　　完善的掉电保护功能,掉电时,可保存当前累计流量,(累计量采样周期为 0.3S),

　　变送器可输出:三线制,0-10mA信号,并且与是否带液晶显示功能无关,

　　支持电池供电功能,使用指定型号的可充电池,根据环境温度不同,一次充电可正常工作3-4个月

　　4.原理

　　流量的测量是由指示器内的变送器通过耦合磁钢感受浮子位置的变化来完成流量的指示和信号的远传输出的。当被测介质自下而上流经测量管时，浮子受重力、浮力及流体流速对浮子垂直向上的推动力三者平衡时，浮子即相对静止在某个位置，这个位置随浮子与锥管的环面积、流体流速而变化，浮子的位置即对应被测介质流量的大小。

用户可以根据以上的原理特征来选择合适工况的进口气体流量计。