氮气流量计

一、仪表简介： 

氮气流量计是根据卡门涡街原理研究生产的，主要用于工业管道介质流体的流量测量，如气体、液体、蒸气等多种介质。其特点是压力损失小，量程范围大，精度高，在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件，因此可靠性高，维护量小。仪表参数能长期稳定。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、理想的测量仪器。

二、工作原理：

氮气流量计工作原理是由设计在流场中的旋涡发生体、检测探头及相应的电子线路等组成。当流体流经旋涡发生体时，它的两侧就形成了交替变化的两排旋涡，这种旋涡被称为卡门涡街。在卡门涡街理论的基础上又提出了卡门涡街的频率与流体的流速成正比，并给出了频率与流速的关系式：f = St × V/d 式中: 

f 涡街发生频率 （Hz）

V 旋涡发生体两侧的平均流速（m/s ）

St 斯特罗哈尔系数（常数）

这些交替变化的旋涡就形成了一系列交替变化的负压力，该压力作用在检测探头上，便产生一系列交变电信号，经过前置放大器转换、整形、放大处理后，输出与旋涡同步成正比的脉冲频率信号（或标准信号）。

三、流量计使用选择及应用：

1、为了使用方便，电池供电型采用微功耗，采用锂电池供电可不间断运行一年以上，节省了电缆和显示仪表的采购安装费用，可就地显示瞬时流量、累积流量等。

2、温度补偿一体型涡街流量计还带有温度传感器，可以直接测量出饱和蒸汽的温度并计算出压力，从而显示饱和蒸汽的质量流量。

3、温压补偿一体型带有温度、压力传感器，用于气体流量测量可直接测量出气体介质的温度和压力，从而显示气体的标况体积流量。

4、广泛应用于石油、化工、冶金、机械、造纸，以及城市管道供热、供水、煤气等行业的各种低黏度液体、气体、蒸汽等单相流体的工艺计量和节能管理。

四、优势：

1、可在很宽的流量范围内精确测量气体、液体和蒸汽的流量而不受流体物理性质的影响；

2、不受温度、压力的影响，同时不易堵，不易卡，不易结垢，耐高温，高压；

3、安全防爆，适用于恶劣环境；

4、无可动部件、无孔洞缝隙设计，产品无磨损、耐脏污，无须机械维修，使用寿命长；

5、采用微功耗,电池供电的现场显示型流量计,可不断电运行两年以上；

6、温压补偿一体化设计；

7、电流输出均为电隔离型,具有良好的共模干扰抑制能力；

8、同时显示流量值与累计流量值,不必轮流切换；

9、采用抗振动探头，有效消除外界振动影响； 

10、采用分体式信号转换器，电缆zui长100米；

11、量程比宽达20：1；

12、仪表整体结构设计合理，动态测量范围宽，压力损失小；

13、表体采用不锈钢材质，可适用于腐蚀性介质的测量；

14、现场液晶显示，脉冲、4～20mA输出或485通迅，可与工业自动化系统连接。 

五、性能指标：  

1、公称通径（mm）：15，25，40，50，65，80，100，125，150，200，250，300，（200～2000插入式）  非标产品可根据用户要求特殊定做。

2、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） 。

3、介质温度（℃）：压电式：-40～260，-40～320；电容式：  -40～300,  -40～400，-40～450（协议订货）。

4、本体材料：仪表外壳采用铝合金,1Cr18Ni9Ti，（其它材料协议供货）。

5、允许振动加速度：压电式:0.2g；电容式:1.0～2.0g。

6、精确度：±1%R，±1.5%R，±1FS；插入式：±2.5%R，±2.5%FS。

7、范围度：1：6～1：30。

8、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。

9、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。

10、压力损失系数：符合JB/T9249标准　Cd≤2.4。

11、防护等级：普通型IP65 ；潜水型  IP68。

12、环境条件：温度-20℃～55℃，相对湿度5%～90%，大气压力86～106kPa。

13、适用介质：气体、液体、蒸汽 。

14、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。

15、信号线接口：内螺纹M20×1.5。

16、现场液晶双行显示（温度补偿型）方式：可循环显示温度、压力、瞬时流量、累积流量等参数。

六、对管道要求：

1、对直管段的要求： 

为了确保仪表正常、准确运行，传感器安装点的上下游必须有一定的直管道，以调整流场，如图所示： 

图1：同心缩管； 

图2：同心扩管； 

图3：一个90度弯头； 

图4：同一平面两个90度弯头； 

图5：不同平面两个90度弯头； 

图6 ：调节阀应安装在传感器下游5D以 远处，若必须安装在传感器上游， 则传感器上游应有不小于50D的 等径直管段，下游应有不小于5D 的等径直管段。 

2、对管道的要求： 

a、上、下游配管内径D和与传感器内径DN相同，其差异满足下述条件：0.95DN≤D≤1.1DN。 

b、配管应与传感器同心，同轴度应小于0.05DN。 

c、密封垫不能凸入管道内，其内径可比传感器内径略大。 

d、如需断流检查与清洗传感器，应设置旁通管道，如下图所示： 

3、对管道振动的要求： 

传感器尽量避免安装在振动较强的管道上，若不得已要安装时，必须采取减震措施，在传感器的上下游2D处分别设置管道紧固装置，并加防振垫。 

特别注意：在空压机出口处振动较强，不能安装传感器，应安装在储气罐之后。

4、对气流条件的要求：

a、被测气体应为单相的、连续地流经管道的圆管流。

b、气体流经流量计之前，其流速必须与管道轴线平行，不得有旋涡流。

c、气流应是亚音速、非脉动的，其流量随时间变化比较缓慢。

5、对流量计的安装要求：

流量计对工艺安装及使用环境没有太多的特殊要求，但任何一类流量测量仪表都有这样一种共性，即尽可能避免振动及高温环境随离流态干扰元件(如压缩机、分离器、调压阀、大小头及汇管、弯头等)、保持仪表前后直管段内壁光滑平直、保证被测介质为洁净的单相流体等。

七、安装条件：

1、传感器可安装在室内，也可安装在室外。环境条件要符合要求。

2、传感器应安装在水平、垂直或倾斜（流体的流向自下而上）的与其公称通径相应的管道上。

3、传感器应避免安装在有机械振动的管道上。当振动不可避免时，应考虑在距传感器前后约2DN处的直管段上加固定支撑架。

4、传感器感应避免安装在有较强电磁场干扰、有热辐射、有腐蚀性气体、空间小和维修不方便的场所。

5、被测介质含有较多杂质时，应在传感器上游直管段要求的长度以外加装过滤器。

6、传感器的上、下游应配置一定长度的直管段，直管段的内壁应清洁、光滑，无明显凸凹、积垢和起皮等现象。其长度应符合图二的要求。安装液体传感器的附近管道内，应充满被测液体。

7、直管段内径尽可能与传感器通径*，若不能*，应采用比传感器通径略大的管径，误差要≤3%并不超过5mm。

八、注意事项：

1、法兰与直管段焊接时不能带着传感器焊接。

2、安装时应使传感器的流向标志与管道内流体流向*。

3、传感器安装前，法兰凹槽内必须放好密封圈。压力和温度测量点的位置，取压点在传感器下游3～5DN处，测温点在下游5～8DN处。

4、测量高温介质时，切勿用隔热材料把传感器连接杆周围包起来。

5、连接传器的屏蔽电缆走向，应尽可能远离强电磁场的干扰场合。不允许与高压电缆一起敷设，屏蔽电缆要尽量缩短，并且不得盘卷，以减少分布电感，zui大长度不应超过200米。

6、安装传感器前，管道必须进行清洗。冲掉管内的杂质，避免通流后堵塞传感器。测量液体的管道必须充满被测液体，防止气泡的干扰。

7、测量气体的管道为防止储积液的干扰。高温高压下更换探头体时，必须安全操作，做好高温防护。降温降压后在安全条件下方可更换探头。

九、安装的规范管理：

流量计规范安装，给使用部门在后续管理提供有力的技术保障，对施工单位提出以下几点具体要求，通过多年的验证效果很好。

1、带4～20mA输出，脉冲输出。

2、GPRS远传设备需带脉冲输入，4～20mA输入。

3、具有电源防雷和信号防雷（4～20mA）。

4、仪表柜要求为：柜内带UPS电源、配空开及插座、将GPRS通讯装置、转换器等集中安装并带锁。

5、仪表柜的平稳需水泥墩底座、仪表柜防护等级适用户外、柜顶具有隔热层防止阳光直射、柜具有防泼水功能。

6、表井内需有一侧留有足够的直管段，便于智能涡街流量计检测、比对和后续管理。

7、设计涡街流量计时前端须留有至少10倍公称通经（10DN）的直管段，后端须留有大于5DN的直管段，确保计量准确。

8、应严格按说明书安装，安装完毕后需测量接地，接地电阻值应在10Ω以下。等电位连接线使用多股铜束导线，线缆需大于等于16mm2；仪表接地线使用多股铜束导线，线缆要求大于等于6mm2。接地标准详见GB50343-2009《建筑物电子信息系统防雷技术规范》。

十、选型要点：

正确选型才能保证涡街流量计更好的使用。选用什么种类的涡街流量计应根据被测流体介质的物理性质和化学性质来决定。使涡街流量计的通径、流量范围、衬里材料、电极材料和输出电流等。都能适应被测流体的性质和流量测量的要求。

1、精密功能检查

精度等级和功能根据测量要求和使用场合选择仪表精 度等级，做到经济合算。比如用于贸易结算、产品交接和能源计量的场合，应该选择精度等级高些，如1.0级、0.5级，或者更高等级; 用于过程控制的场合，根据控制要求选择不同精度等级;有些仅仅是检测一下过程流量，无需做精确控制和计量的场合，可以选择精度等级稍低的，如1.5级、2.5级，甚至 4.0级，这时可以选用价格低廉的插入式涡街流量计。

2、可测量的介质

测量介质流速、仪表量程与口径 测量一般的介质时，涡街流量计的满度 流量可以在测量介质流速0.5—12m/s范围内 选用，范围比较宽。选择仪表规格(口径)不一 定与工艺管道相同，应视测量流量范围是否 在流速范围内确定，即当管道流速偏低，不能满足流量仪表要求时或者在此流速下测量准 确度不能保证时，需要缩小仪表口径，从而提 高管内流速，得到满意测量结果。

3、涡街流量变送器的选择

在饱和蒸汽测量中采用VA型压电式涡街流量变送器，由于涡街流量计量程范围宽，因此，在实际应用中，一般主要考虑测量饱和蒸汽的流量不得低于涡街流量计的下限，也就是说必须满足流体流速不得低于5m/s。根据用汽量的大小选用不同口径的涡街流量变送器，而不能以现有的工艺管道口径来选择变送器口径。

4、压力补偿压力变送器的选择

由于饱和蒸汽管路长，压力波动较大，必须采用压力补偿，考虑到压力、温度及密度的对应关系，测量中只采用压力补偿即可，由于管道饱和蒸汽压力在0.3-0.7MPa范围，压力变送器的量程选择1MPa即可。

5、显示仪表选择

显示仪表智能流量显示仪，具有稳压补偿、瞬时流量显示和累积流量积算功能。

十一、现场需求：

1、低维护量-市场上大多数的涡街流量计是采用取压孔或插入式检测元件感应漩涡，一旦介质中杂质嵌入取压孔或感应元件与表体间的缝隙，则造成信号变弱或不稳定。良好的设计应该是没有容易堵塞的部分，从而降低维护量。

2、感应元件在线更换-某些厂家的感应元件与涡街发生体合二为一，看似简单的设计却给实际使用带来不便。因为一旦感应部分失效，则需要将管道内介质排空泄压后更换部件，影响生产。完善的设计应该是将二者分开，这样就可以单独更换感应部分，而无需将介质排空。

3、涡街流量计容易受到振动的干扰，设计精良的涡街流量计可以通过硬件和数字信号处理将干扰排除，从而得到稳定的信号。

4、涡街流量计安装的一个麻烦事前后需要很长的直管段，有些厂家可以提供在流量计内部缩径的设计，大大降低了用户专门维涡街流量计配备直管段的需求。

十二、调试使用期间需要注意的问题：

1、流量计现场安装、维护必须遵守“有防爆性气体时勿开盖”的警告语，并在开盖前关掉外电源。

2、涡街流量计在室外使用时，建议加配防护罩。

3、不得随意松开流量计固定部分。压力传感器的保护。用户在使用流量计时，应注意流量计的压力过载值为压力传感器额定工作压力的1.5倍（即介质zui高压力的1.5倍）。选型应在规定的流量范围内，防止超速运行，以获得理想的准确度和保证正常使用寿命。（由于试压、吹扫管道或排气造成超速运转，以及涡轮在反向流中运转都可能导致流量计损坏）

4、投入运行时应缓慢开启阀门，防止瞬间气流冲击而损坏涡轮。加润滑油应按告示牌操作，加油的次数依气质洁净程度而定，通常每年2~3次。

5、运行时不允许打开后盖或更动内部有关参数，否则将影响流量计的正常运行。

十三、安装使用中应注意的事项：

涡街无机械可动部件，体积小，耐腐蚀，性能稳定，可直接显示介质的工作压力、温度、流量以及标准状态下的气量，量程范围宽，计量误差小等优点，现已广泛用于油气井的生产计量和天然气的销售计量中。在多年来的现场应用中，我们认为该流量计适合于较为干净的干气计量，渐成为中小用气计量的计量仪表。要保证流量计计量准确，减少计量误差，请注意：

1、选型合理

勿使实际最小流量值低于所选通径流量计流量范围下限。

2、安装正确

流量计上游的应有至少10D长度的计量直管段。直管段内壁应光滑、更不能有台阶，磨平连接法兰的焊缝，法兰垫片不能突入管道内。更不能把流量计的安装方向装反了。试验证明：一切不合理的安装，都将导致流量计计量值偏低。

3、远离震荡源，或在流量计上、下游安装支墩，以避免管线震动的影响。避免强磁场对流量计芯片的干扰。

4、气质相对干净

尤其不能出现液气两相流;气质较脏时，应即时清洗流量计。

5、减少气流脉动的影响

可在流量计前安装缓冲罐，或者加长流量计上游的计量直管段长度。

6、及时对流量计进行计量检定，确保量值准确可靠。

十四、标况流量范围简表：单位（ m³/h）

 十五、选型表：

十六、订货须知：

1、确认被测介质的工况条件：压力（MPa）、温度（℃）、密度（ρ）等。

2、确认被测介质的流量范围（m³/h），确认最小流量值并确定仪表口径（DN）。

3、如有特殊要示，请与我公司销售部联系，确认选型的准确性。

售后服务：

1、从合同签订之日起，公司对所提供的产品提供免费保养及维护服务,承诺终生维修服务。

2、公司将定期与客户交流，了解产品的使用情况，并解决客户使用过程中产生的问题。

3、保修期内出现人为的损坏，我公司负责进行维修，并收取由此产生的维修费用；

4、产品出现质量问题或对产品不满意，用户可以无条件的选择退换货，公司不收取任何的手续费，出现质量问题，承担来回的运费。