过热水蒸气流量表---：黄 电 话： 金湖海联仪表有限公司
一、过热水蒸汽流量表原理介绍
过热水蒸汽流量表在流体中设置非流线型旋涡发生体（阻流体），则从旋涡发生体两侧交替地产生两列有规则的旋涡，流量计这种旋涡称为卡曼涡街，如图(一)所示。旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。流量计设旋涡的发生频率为f，被测介质来流的平均速度为V，旋涡发生体迎流面宽度为d，表体通径为D，根据卡曼涡街原理，有如下关系式:
f=StV/d 公式(1)
式中：f－发生体一侧产生的卡门旋涡频率
St－斯特罗哈尔数（无量纲数）
V－流体的平均流速 d－旋涡发生体的宽度
由此可见，通过测量卡门涡街分离频率便可算出瞬时流量。其中,斯特罗哈尔数（St）是无因次未知数
在曲线表中St＝0.17的平直部分，漩涡的释放频率与流速成正比,即为涡街流量传感器测量范围度。只要检测出频率f就可以求得管内流体的流速，由流速V求出体积流量。所测得的脉冲数与体积量之比，称为仪表常数（K），见式（2）
K＝N/Q（1/m³） 公式（2）
式中：K＝仪表常数（1/m³）。 N＝脉冲个数 Q＝体积流量（m³）
二、过热水蒸汽流量表价格性能特点
公称通径(mm) 15,20,25,32,40,50,65,80,100,125,150,200,250,300,(300～1000插入式)
公称压力(MPa) DN15-DN200 4.0(>4.0协议供货)，DN250-DN300 1.6(>1.6协议供货)
介质温度(℃) 压电式：-40～260，-40～320；电容式： -40～300, -40～400，-40～450（协议订货）
本体材料 1Cr18Ni9Ti，(其它材料协议供货)
允许振动加速度 压电式:0.2g 电容式:1.0～2.0g
精确度 ±1%R，±1.5%R，±1FS；插入式：±2.5%R，±2.5%FS
范围度 1：6～1：30
供电电压 传感器：+12V DC，+24V DC；变送器：+12V DC ，+24V DC；电池供电型：3.6V电池
输出信号 方波脉冲(不包括电池供电型)：高电平≥5V，低电平≤1V；电流：4～20mA
压力损失系数 符合JB/T9249标准 Cd≤2.4
防爆标志 本安型：ExdⅡia CT2-T5隔爆型：ExdⅡCT2-T5
防护等级 普通型IP65 潜水型 IP68
环境条件 温度-20℃～55℃，相对湿度5%～90%，大气压力86～106kPa
适用介质 液体、气体、蒸汽
传输距离 三线制脉冲输出型：≤300m，两线制标准电流输出型 (4～20mA)：负载电阻≤750Ω
三、过热水蒸汽流量表价格与产品选型的一般步骤
1.参比条件下涡街流量传感器工况流量范围表
液体：常温水，t=20℃，ρ=998.2kg/m3，υ=1.006×10-6m2/s。
气体：常温常压空气，t=20℃，P=0.1MPa（绝压），ρ=1.205 kg/m3，υ=15×10-6 m2/s。
四、过热水蒸汽流量表流量范围表
| 仪表口径(mm) | 液体 | 气体 | ||
| 测量范围(m3/h) | 输出频率范(Hz) | 测量范围(m3/h) | 输出频率范围(Hz) | |
| 15 | 0.3～6 | 2.2～25 | ||
| 20 | 0.6～12 | 4～50 | ||
| 25 | 1.2～16 | 25～336 | 8.8～55 | 190～1140 |
| 32 | 1.6～30 | 18～130 | ||
| 40 | 2～40 | 10～200 | 27～205 | 140～1040 |
| 50 | 3～60 | 8～160 | 35～380 | 94～1020 |
| 65 | 5～100 | 60～700 | ||
| 80 | 6.5～130 | 4.1～82 | 86～1100 | 55～690 |
| 100 | 15～220 | 4.7～69 | 133～1700 | 42～536 |
| 125 | 25～340 | 240～2800 | ||
| 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) | 协议 | 协议 | ||
注：表中(300)～(1000)口径为插入式
2.过热水蒸汽流量表价格及外形及尺寸
| 口径（mm） | A | B | C | CH |
| 15~25 | 70 | 55 | 390 | 455 |
| 40 | 85 | 80 | 385 | 440 |
| 50 | 85 | 90 | 390 | 450 |
| 65 | 85 | 105 | 400 | 470 |
| 80 | 90 | 120 | 420 | 480 |
| 100 | 85 | 140 | 440 | 500 |
| 125 | 95 | 168 | 465 | 530 |
| 150 | 100 | 194 | 490 | 560 |
| 200 | 102 | 248 | 545 | 610 |
| 250 | 115 | 300 | 600 | 660 |
| 300 | 130 | 350 | 650 | 710 |
注：以上尺寸未包含夹持法兰。
3.过热水蒸汽流量表产品选型表
| 型 谱 | 说 明 | |||||
| HLU | 涡街流量仪表 | |||||
| G | 传感器 | |||||
| 检测 | B | 压电式传感器 | ||||
| 方式 | E | 电容式传感器 | ||||
| 通径 | DN | 15～1000 | 单位：mm | |||
| 连接方式 | 1 | 仅对满管型 | 法兰连接型 | |||
| 2 | 仅对满管型 | 法兰卡装型 | ||||
| 3 | 仅对插入型 | 简易插入型 | ||||
| 4 | 仅对插入型 | 球阀插入型 | ||||
| 测量介质 | 2 | 液体 | ||||
| 3 | 气体 | |||||
| 4 | 蒸汽 | |||||
| 使用环境 | P | 普通型 | ||||
| B | 防爆型 | |||||
| 输出信号 | 1 | 脉冲输出 | ||||
| 2 | 24V,4～20mA电流输出，液晶显示 | |||||
| 3 | RS-485通讯 | |||||
| 4 | 电池供电，不带温度、压力补偿 | |||||
| 5 | 温压补偿一体，24V,4～20mA电流输出型 | |||||
| 6 | 温压补偿一体，电池供电型 | |||||
| 选型说明 | 例如： HLUGE-DN5024P2 满管型电容式涡街流量仪表,仪表通径为DN50，法兰卡装型连接,介质为蒸汽,普通型，24V，4～20mA电流信号输出，液晶显示 | |||||
五、过热水蒸汽流量表安装现场
六、过热水蒸汽流量表供电与接线
（1） 电池供电
仪表供电时把后盖拧开，把电池开关拨到“开”状态。
（2） 脉冲输出信号接线
（3） 两线4~20mA电流输出信号接线
注：1、有电池供电的型号和无电池供电的型号接线端子对应关系： I24V(A) I+ ； I0V(B) I- ；Fout P
（4）三线4~20mA电流输出信号接线
注：三线电流用于即可485输出又可4~20mA的线路板中
（5）485输出信号接线
注：COM为信号和可选电源公共端。该端将总线上所有设置互连公共端。该端为标准Modbus系统中要求配置。
七、过热水蒸汽流量表通讯协议(Modbus_RTU)
(1) 本仪表使用了MODBUS协议中1条指令：
命令03 | 读单个或多个保持寄存器 |
(2)数据格式
协议中的数据格式为:IEEE754标准的浮点数。本协议数据编码顺序为3412，解码顺序为1234。
(3)协议内容
属性 | Modbus地址 | 物理地址 | 寄存器长 度 | 数据类型 | 说明 |
R | 40001-2 | 0x00 | 2 | SINGLE | 介质温度(℃) |
R | 40003-4 | 0x02 | 2 | SINGLE | 介质压力，同仪表设置 |
R | 40005-6 | 0x04 | 2 | SINGLE | 传感器频率（Hz） |
R | 40007-8 | 0x06 | 2 | SINGLE | 每小时瞬时流量，同仪表设置 |
R | 40009-10 | 0x08 | 2 | SINGLE | 累计流量的百位以上，同仪表设置 |
R | 40011-12 | 0x0A | 2 | SINGLE | 累计流量的百位以下，同仪表设置 |
注：
（1）累积流量=累积量百位以上x100+累积量百位以下
仪表默认设置：机号-1；波特率-9600；奇偶校验-“不校验一”（1个停止位）
（2）异常码含义：
“01”- 功能码错误，本协议功能码为0x03
“02”- 寄存器物理地址错误，0≤起始物理地址+寄存器数量≤12
“03”- 寄存器数量错误，0≤寄存器数量≤12
(4)应用举例：读温度和压力
上位机请求：[01] [03] [00] [00] [00] [04] [44] [09]
设备响应： [01] [03] [08] [00] [00] [43] [34] [00]
[00] [3f] [00] [3b] [10]
注：
00004334为温度数据浮点数，根据协议解码顺序为43340000，翻译为十进制浮点数为180
同上，00003f00翻译为十进制浮点数为0.5
八、过热水蒸汽流量表配置结构及材质
九、过热水蒸汽流量表通径选择方法及管道压力损失
1）过热水蒸汽流量表通径选择
流量计的通径可根据zui大使用流量Qv来选择。为了获得尽可能宽的流量测量范围，正常使用流量应不小于流量计额定zui大流量的1/2。为保证流量计的准确度，雷诺数范围应在2×104～7×106内。 选择流量计通径时，应将已知标准状态（1大气压，0℃）下的流量换算为工况状态下的流量，以便从表（1.2）中选用适当的流量计。
1.将标准状态下的密度ρN换算成工况下密度ρ。
2. 求出工况下的流量Qv：a)由标准状态体积流量求出Qv：
a）由标准状态体积流量求出Qv：
3）动态粘度η与运动粘度的换算：η=μρ
4）雷诺数：
以上式中：
ρ—工况下密度（kg/m3）
ρN—标准状态下密度（kg/m3）
P— 工况下压力（MPa）
T— 工况温度（℃）
Qv—工况体积流量（m3/h）
QN—标准状态下体积流量（Nm3/h）
Qm—质量流量（kg/h）
η—动态粘度（Pa?S）
RD—雷诺数
D—流量计管径或插入探头直径（mm）
表1 不同通径下流量计液体、气体zui大流量及所对应的zui大频率
注：1、液体zui小流量可从图1查找，气体和过热蒸汽可从图2查找。
2、对于插入式流量计而言，管径从200～2500mm其zui大流量可按流速（液体9m/s，气体75m/s）计算。其zui小流速可通过表1、表2、图1、图2、DN50zui小流量来计算，再得出某管径下zui小流量。
2）压力损失
水在流速7m/s时为0.054Mpa，大气压下的空气在流速75m/s时为830H2O，压力损失由下式计算。
△Ρ＝1.1×10-6×ρ?V2
式中：△Ρ——压力损失（Mpa）
ρ——流体密度（kg/m3）
V——流速（m/s）
表2 常用气体介质的标准状态密度
十、过热水蒸汽流量表应用实例
试确定DN50流量计用于7bar饱和蒸汽的量程范围。由表3可查得：DN50 7bar量程范围是84-1835kg/h 还可得到以下信息：饱和蒸汽温度165℃，密度3.67kg/m3。
液体zui小流量（线性）
图1 液体zui小流量与运动粘度的关系
气体/过热蒸汽zui小流量
例2：已知氮气流量为4600Nm3/h,工作压力0.7Mpa,工作温度为40℃，选择流量计通经。
解：1）将标准流量变为工况流量
求工作条件下的密度
首先查表2，得知标准状态下氮气密度1.25kg/Nm3
3）通过表1和图2可知
φ80 流量计的测量范围 40~1375m3/h
φ100 流量计的测量范围 70~2120m3/h
φ80 流量计的测量范围 200~4771m3/h
根据选型原则常用流量不小于额定zui大流量的1/2。所以应选φ80流量计。
当选择的流量计管径比实际工作管径小时，应采用变径管以保证准确测量。见图3
图3 变径管的直管段要求
十一、过热水蒸汽流量表安装及管道走线
将流量计安装在管道上请遵循以下要点：
◇流量计入口和出口的管道条件
◇为了确保达到运行效果，流量计入口的规则流速发布应不受干扰。
◇入口直管长度应不小于15倍管径。
◇入口侧有弯头、缩管或截止阀时，入口直管长度应不小于25倍管径。
◇出口直管长度应不小于5倍管径（图4）
图4 入口和出口直管段
流量调节阀应尽可能安装在流量计下游侧（图5）。
图5 调节阀的安装位置
涡街流量计表体尺寸
当介质温度大于100℃时，下表中H加高200mm。
6.1 管接头式
6.2 无法兰式
表4
注：①以上参数仅适用于法兰夹持式2.5MPa以下压力规格的涡街流量计。
②安装法兰为法兰，出厂时已配备，安装法兰的标准为企业标准，*使用。
说明：
①以上尺寸仅供设计选型时参考，实际尺寸以出厂或定货时确认为准。
②常用无缝钢管直径为公制钢管直径，如采用英制钢管，需在定货时注明。
③管道对焊式、螺纹连接式、卡箍连接式、固定插入式、球阀插入式的结构外形尺寸，以及高温型、超低温型的外形尺寸以出厂或定货时确认为准。
④流量计安装法兰采用企业标准或国家标准GB/T9119-2000，也可根据用户需要采用国家其他部门或行业标准，或采用其他国家标准（美标、德标、日标等），如需特殊标准请在定货时注明。
6.3 法兰式
表5
注：①以上参数仅适用于法兰连接式1.6MPa以下压力规格的涡街流量计。
②仪表长度为标准型尺寸，带一体化温压补偿型仪表长度相应加长50mm。
③法兰连接式涡街流量计出厂时不配带管道法兰和螺栓，用户需另行购买，连接法兰的标准为GB/T9119-2000突面板式平焊钢制管法兰。
6.4插入式
表6 L2和G2为配球阀时杆长及重量
