旋進旋渦流量計

由于旋進旋渦流量計的獨特性，使得其在發(fā)展過程中必須不斷的適應(yīng)機械制造水平的發(fā)展，所以旋進旋渦流量計根據(jù)其測量對象的不同，分為“智能型旋進旋渦流量計”和“蒸汽型旋進旋渦流量計”。

智能旋進旋渦氣體流量計采用先進的微處理技術(shù)，具有功能強、流量范圍寬、操作維修簡單，安裝使用方便等優(yōu)點，主要技術(shù)指標(biāo)達到國外同類產(chǎn)品的先進水平。可廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、冶金、煤炭等行業(yè)各種氣體的計量。

蒸汽型旋進旋渦流量計采用先進的雙探頭旋進式流量傳感器技術(shù)，抗干擾能力強，精確度高、無機械轉(zhuǎn)動部件，不易腐蝕，結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高、穩(wěn)定性好，維修量小。

智能型旋進旋渦流量計可以測量各種氣體，而蒸汽型旋進旋渦流量計則只能測量蒸汽。

1、無機械可動部件，耐腐蝕，穩(wěn)定可靠，壽命長，長期運行無須特殊維護；

2、實現(xiàn)了機電一體化，日常的計量過程不需人工值守；

3、工藝安裝條件不苛刻，儀表上、下游直管段可較孔板和渦街流量計大大縮短；

4、系統(tǒng)的測量準(zhǔn)確度能夠滿足目前的貿(mào)易計量要求(≤1.5%)；

5、流量測量范圍較寬（qmax/qmin=15～20），可在孔板和渦街流量計無法涉足的部分小流量區(qū)域進行有效工作；

6、體積小、重量輕，離線標(biāo)定較為方便；

7、測量信號既可就地顯示，也可按需遠(yuǎn)傳；

8、儀表管理人員無需專業(yè)培訓(xùn)，流量、壓力及溫度等測量參數(shù)可以從表頭直接讀取，并且不必進行折算轉(zhuǎn)換；

9、只需定期更換電池(微功耗)及被測介質(zhì)的參數(shù)。

10、壓力損失較大；

流通介質(zhì)為氣體時，壓力損失約為渦街流量計的3～4倍。

為了使旋進旋渦流量計能工作在正常狀態(tài)，安裝使用人員必 須了解所裝儀表的具體結(jié)構(gòu)、特點以及流量信號的轉(zhuǎn)換，了解信 號傳輸過程中各環(huán)節(jié)的作用，按產(chǎn)品說明書進行安裝使用。一般 來說旋進旋渦流量計安裝使用應(yīng)注意以下幾點。 1)選擇合理的安裝場所。安裝場所應(yīng)避開強電力設(shè)備，高 頻設(shè)備、強電源開關(guān)設(shè)備;避開高溫?zé)嵩春洼椛錈嵩从绊?避開 高溫和強腐蝕氣氛影響:避開強烈振動并且安裝、布線、維修方 便。在傳感器上游和下游，必須消除由于過長的管道所產(chǎn)生的振 動。

2)儀表一般要求水平安裝，被測流體的流向應(yīng)與殼體上指 示流向的箭頭一致。亦可垂直或傾斜安裝。當(dāng)測量液體時，應(yīng)確 保傳感器總是完全充滿液體。為了檢修時不致影響流體的正常傳 輸，建議在儀表的安裝段另增設(shè)旁路。

3)旋進旋渦流量計對前后直管段的要求較低，原理上允許 流量計前后不需要直管段，但一般要求儀表前有3D長度的直管 段，儀表后有1D長度的直管段。特殊情況要求5D和3D長度。 當(dāng)單彎管或雙彎管的彎管半徑大于1.8D時，流量計前后可以不要直管段。各種不同管道安裝條件下所需的直管段長度如圖8- 25所示。

4)測量氣體或蒸汽時可采用溫度壓力補償，溫度計和壓力 計的安裝位置如圖8-26所示。

5)當(dāng)被測流體中含有雜質(zhì)時，應(yīng)在儀表前裝上過澹器或過 濾網(wǎng)，但仍應(yīng)保證儀表前的直管段要求。

6}測量少量異相的氣液兩相流時傳感器安裝方法。測量液 體時，管道中可能有少量的氣相，其含量不超過規(guī)定的氣一液兩 相流體，為防止氣體在傳感器內(nèi)滯留，必須安裝氣體分離器。測 量氣體時，當(dāng)管道被所測氣體可能產(chǎn)生的冷凝液，及氣體中存在 未被除掉的不穩(wěn)定液相，為防止液體在傳感器內(nèi)滯留、最好垂直安裝。測高、低溫流體時傳感器自身應(yīng)有有效的保握措施。

7)儀表測得的被測氣體的體積流量為工作狀態(tài)下被測氣體 的實際流量。若將該實際流量換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的標(biāo)準(zhǔn)流量，可 按下式計算式中，4?p是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量;4,是工作狀態(tài)下的體積流 量;ho是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下被測氣體的絕對壓力;To是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下被 測氣體的熱力學(xué)溫度;戶是工作狀態(tài)下被測氣體的絕對壓力;T 是工作狀態(tài)下被測氣體的熱力學(xué)溫度;Z是工作狀態(tài)下被測氣體 的壓縮系數(shù)。

8)當(dāng)管道較長，可能發(fā)生振動時，應(yīng)在流量計上游和下游 安裝固定支架，防止管道振動。根據(jù)經(jīng)驗，流量測量值易受氣流 脈動和壓力變化影響。

9)體積流量儀表系數(shù)K vn和質(zhì)最流量儀表系數(shù)K,,,o是儀表 出廠前在常溫狀態(tài)標(biāo)定確定的。儀表工作狀態(tài)與試驗室標(biāo)定狀態(tài) 相差較大時，儀表系數(shù)K，和K‘應(yīng)作修正，對儀表系數(shù)修正方法與渦街流量計相同。

旋進旋渦流量計安裝注意事項

? 傳感器按流向標(biāo)志可在垂直、水平或任意傾斜位置上安裝；

? 當(dāng)管線較長或距離振動源較近時，應(yīng)在流量計的上、下游安裝支撐，以消除管線振動的影響；

? 傳感器的安裝地點應(yīng)有足夠的空間，以便于流量計的檢查和維修，并應(yīng)滿足流量計的環(huán)境要求；

? 應(yīng)避免外界強磁場的干擾；

? 在室外安裝使用時，應(yīng)有遮蓋物，避免烈日曝曬與雨水浸蝕，影響儀表使用壽命；

? 管線試壓時，應(yīng)注意智能型流量計所配置壓力傳感器的壓力測量范圍,以免過壓損壞壓力傳感器。

? 應(yīng)注意安裝應(yīng)力的影響，安裝流量計上游和下游管道應(yīng)同軸，否則會產(chǎn)生剪切應(yīng)力。安裝流量計的位置應(yīng)考慮密封墊片的厚度，或在下游側(cè)安裝一個彈性伸縮節(jié)。

? 安裝流量計之前應(yīng)先清除管道中的焊渣等雜物。

? 投入運行時，應(yīng)緩慢開啟流量計上、下游閥門，以免瞬間氣流過急而沖壞起旋器。

? 當(dāng)流量計需要有信號遠(yuǎn)傳時，應(yīng)嚴(yán)格按“電氣性能指標(biāo)”要求接入外電源（8～24）VDC，嚴(yán)禁在信號輸出口直接接入220VAC或380VAC電源；

? 用戶不得自行更改防爆系統(tǒng)的接線方式和任意擰動各個輸出引線接頭；

? 流量計運行時，不允許隨意打開后蓋改動儀表參數(shù)，否則影響流量計的正常工作；

? 定時檢查流量計法蘭處的泄漏情況。

組成旋進旋渦流量計由傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分構(gòu)成

旋進旋渦流量計是采用先進的微處理技術(shù),具有功能強,流量范圍寬,操作維修簡單,安裝使用方便等優(yōu)點,主要技術(shù)指標(biāo)達到國外同類產(chǎn)品的先進水平的新型氣體流量儀表。

旋進旋渦流量計廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、冶金、城市供氣等行業(yè)測量各種氣體流量，是目前油田和城市天然氣輸配計量和貿(mào)易計量的首選產(chǎn)品。使用環(huán)境條件

環(huán)境溫度：-30℃～ 55℃

相對濕度：5%～95%

大氣壓力：86KPa～106KPa

工作條件

介質(zhì)溫度范圍：-20℃～ 70℃

公稱壓力：1.6、2.5、4.0 、6.3MPa

當(dāng)流體通過由螺旋形葉片組成的旋渦發(fā)生器（見圖1）后，流體被迫繞著發(fā)生體軸劇烈旋轉(zhuǎn)，形成旋渦。當(dāng)流體進入擴散段時，旋渦流受到回流的作用，開始作二次旋轉(zhuǎn)，形成陀螺式的渦流進動現(xiàn)象。該進動頻率與流量大小成正比，不受流體物理性質(zhì)和密度的影響。檢測元件測得流體二次旋轉(zhuǎn)進動頻率，就知道了流量。而且能在較寬的流量范圍內(nèi)獲得良好的線性度。流量計算式為：K=f/q

式中：K ——流量儀表系數(shù)l/m3

f——旋渦頻率 Hz

q——體積流量m3/s

流量計的儀表系數(shù)在一定的結(jié)構(gòu)參數(shù)和規(guī)定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)與流體的溫度、壓力、組分和物性（密度、粘度）無關(guān)。

流量計由傳感器和轉(zhuǎn)換顯示儀組成。

1、傳感器包括旋渦發(fā)生器、檢測元件、整流器和殼體。

旋渦發(fā)生器由特定螺旋形葉片組成，它固定在殼體收縮段前端，強迫流體產(chǎn)生強烈的旋渦流。

檢測元件安裝在靠近擴張管的喉部，用熱敏、壓電、應(yīng)變、電容或光纖等檢測元件可測出旋渦進動的頻率信號。

整流器固定在流量計表體出口，其作用是消除旋渦流，以減小下游流態(tài)對儀表測量的影響。

殼體設(shè)計成一定形狀的流道，使旋渦形成，固定和保護安裝在內(nèi)部的零部件，并通過法蘭與管道相連接。

2、轉(zhuǎn)換顯示儀

由壓電傳感器檢測到的微弱電壓信號經(jīng)過放大、濾波、整形后，變成頻率與流量成正比的脈沖信號，然后由顯示儀計數(shù)顯示。顯示儀配有外輸接口，輸出各種信號。對測量的氣體介質(zhì)可進行溫度和壓力的補償，轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積流量，并顯示。

主要特點:

1．內(nèi)置式壓力、溫度、流量傳感器，安全性能高,結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀。

2．就地顯示溫度、壓力、瞬時流量和累積流量。

3．采用新型信號處理放大器和獨特的濾波技術(shù)，有效地剔除了壓力波動和管道振動所產(chǎn)生的干擾信號，大大提高了流量計的抗干擾能力，使小流量具有出色的穩(wěn)定性。

4． 特有時間顯示及實時數(shù)據(jù)存儲之功能，無論什么情況，都能保證內(nèi)部數(shù)據(jù)不會丟失,可永久性保存。

5．整機功耗極低,能憑內(nèi)電池長期供電運行,是理想的無需外電源就地顯示儀表。

6．防盜功能可靠，具有密碼保護,防止參數(shù)改動。

7．表頭可180度隨意旋轉(zhuǎn)，安裝方便。

流量測量技術(shù)與儀表的應(yīng)用大致有以下幾個領(lǐng)域。

一，工業(yè)生產(chǎn)過程

流量儀表是過程自動化儀表與裝置中的大類儀表之一，它被廣泛適用于冶金、電力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、輕紡、食品、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護及人民日常生活等國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域，是發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，節(jié)約能源，改進產(chǎn)品質(zhì)量，提高經(jīng)濟效益和管理水平的重要工具在國民經(jīng)濟中占有重要的地位。在過程自動化儀表與裝置中，流量儀表有兩大功用：作為過程自動化控制系統(tǒng)的檢測儀表和測量物料數(shù)量的總量表。

二，能源計量

能源分為一次能源（煤炭、原油、煤層氣、石油氣和天然氣）、二次能源（電力、焦炭、人工燃?xì)?、成品油、液化石油氣、蒸汽）及載能工質(zhì)（壓縮空氣、氧、氮、氫、水）等。能源計量是科學(xué)管理能源，實現(xiàn)節(jié)能降耗，提高經(jīng)濟效益的重要手段。流量儀表是能源計量儀表的重要組成部分，水、人工燃?xì)?、天然氣、蒸汽和油品這些常用的能源都使用著數(shù)量極其龐大的流量計，它們是能源管理和經(jīng)濟核算不可缺少的工具。

三，環(huán)境保護工程

煙氣，廢液、污水等的排放嚴(yán)重污染大氣和水資源，嚴(yán)重威脅人類生存環(huán)境。國家把可持續(xù)發(fā)展列為國策，環(huán)境保護將是21世紀(jì)的最大課題?？諝夂退奈廴疽玫娇刂?，必須加強管理，而管理的基礎(chǔ)是污染量的定量控制。

我國是以煤為主要能源的國家，全國有上百萬個煙囪不停地向大氣排放煙氣。煙氣排放控制是根治污染的重要項目，每個煙囪必須是安裝煙氣分析儀表和流量計，組成連櫝排放監(jiān)視系統(tǒng)。煙氣的流量沆量有很大因難，它的難度為煙囪尺寸大且形狀不規(guī)則，氣體組分變化不定，流速范圍大，臟污，灰塵，腐蝕，高溫，無直管段等。

四，交通運輸

有五種方式：鐵路公路、航空、水運、和管道運輸。其中管道運輸雖早已有之，但應(yīng)用并不普遍。隨著環(huán)保問題的突出，管道運輸?shù)奶攸c引起人們的重視。管道運輸必須裝備流量計，它是控制、分配和調(diào)度的眼睛，亦是安全監(jiān)沒和經(jīng)濟核算的必備工具。

五，生物技術(shù)

21世紀(jì)將迎來生命科學(xué)的世紀(jì)，以生物技術(shù)為特征的產(chǎn)業(yè)將獲得迅速發(fā)展。生物技術(shù)中需監(jiān)測計量的物質(zhì)很多，如血液，尿液等。儀表開發(fā)的難度極大，品種繁多。

六，科學(xué)實驗

科學(xué)實驗需要的流量計不但數(shù)量多，且品種極其繁雜。據(jù)統(tǒng)計流量計100多種中很大一部分是應(yīng)科研之需用的，它們并不批量生產(chǎn)，在市面出售，許多科研機構(gòu)和大企業(yè)皆設(shè)專門小組研制專用的流量計。

七，海洋氣象，江河湖泊

這些領(lǐng)域為敞開流道，一般需檢測流速，然后推算流量。流速計和流量計所依據(jù)的物理原理及流體力學(xué)基礎(chǔ)是共通的但是儀表原理及結(jié)構(gòu)以及使用條件有很大差別。

任何一類計量儀表都具有其特殊性，智能式旋進旋渦流量計也不例外。為了讓該種儀表能夠更好地服務(wù)于流量計量工作，來自于生產(chǎn)現(xiàn)場的實踐經(jīng)驗表明，以下幾個方面的注意事項應(yīng)當(dāng)引起有關(guān)管理及使用部門的足夠重視。

① 重視儀表選型 在已經(jīng)選定了儀表種類(比如，智能式旋進旋渦流量計)的情況下，緊接著就是對儀表規(guī)格及其配套元件的選擇至關(guān)重要。一句話，選好才能用好。為此，在選型過程中應(yīng)把握住兩條基本原則；即：一要保證使用精度，二要保證生產(chǎn)安全。要做到這一點，就必須落實三個選型參數(shù)，即近期和遠(yuǎn)期的最大、最小及常用瞬時流量(主要用于選定儀表的大小規(guī)格)、被測介質(zhì)的設(shè)計壓力(主要用于選定儀表的公稱壓力等級)、工作壓力(主要用于選定儀表壓力傳感器的壓力等級)。

② 進行用前標(biāo)校 一方面，考慮到目前對這類儀表的現(xiàn)場檢定還存在這樣那樣的困難。另外，如果購置的意圖又是準(zhǔn)備將該這種儀表運用于比較重要的計量場合，比如大流量的貿(mào)易計量或計量糾紛比較突出的測量點，并且運用現(xiàn)場也不具備流量在線標(biāo)校條件，那么在這種情況下，僅憑購買時由生產(chǎn)廠家提供的一紙出廠合格證明就輕易判定該表全部性能合格，那就有些為時過早。因此，為了確保儀表在今后的工作過程中其測量結(jié)果的可靠與準(zhǔn)確，就有必要在正式安裝前將其送往具有這方面檢定能力及資質(zhì)的部門進行一次全流量范圍內(nèi)的系統(tǒng)檢定。

③ 搞好工藝安裝 雖然該種儀表對工藝安裝及使用環(huán)境沒有太多的特殊要求，但任何一類流量測量儀表都有這樣一種共性，即盡可能避免振動及高溫環(huán)境隨離流態(tài)干擾元件(如壓縮機、分離器、調(diào)壓閥、大小頭及匯管、彎頭等)、保持儀表前后直管段內(nèi)壁光滑平直、保證被測介質(zhì)為潔凈的單相流體等。

④ 加強后期管理 該種儀表雖然具有多種自動處置功能和微功耗的特點，但投運之后仍需加強管理。比如，為了保證儀表長期工作的準(zhǔn)確性、可靠性(避免意外停運和數(shù)據(jù)丟失)，就應(yīng)定期進行系統(tǒng)標(biāo)校(每1">～2年)、抄錄表頭數(shù)據(jù)（每天或每周）、更換介質(zhì)參數(shù)（每月或每季）以及不定期查看電池狀況、檢查儀表系數(shù)及鉛封等。

⑤ 注意內(nèi)部維護 如果由于氣質(zhì)臟污或其它原因需要對儀表的測量腔體及其構(gòu)件進行定期檢查或清洗，那么有一點則必須特別注意：對于同規(guī)格的旋進旋渦流量計，其旋渦發(fā)生體、導(dǎo)流體等核心組件不能互換，否則，須重新標(biāo)定儀表計量系數(shù)并對其配帶的溫度及壓力傳感器進行系統(tǒng)校正。

流量測量的發(fā)展可追溯到古代的水利工程和城市供水系統(tǒng)。古羅馬凱撒時代已采用孔板測量居民的飲用水水量。公元前1000年左右古埃及用堰法測量尼羅河的流量。我國著名的都江堰水利工程應(yīng)用寶瓶口的水位觀測水量大小等等。17世紀(jì)托里拆利奠定差壓式流量計的理論基礎(chǔ)，這是流量測量的里程碑。自那以后，18、19世紀(jì)流量測量的許多類型儀表的雛形開始形成，如堰、示蹤法、皮托管、文丘里管、容積、渦輪及靶式流量計等。20世紀(jì)由于過程工業(yè)、能量計量、城市公用事業(yè)對流量測量的需求急劇增長，才促使儀表迅速發(fā)展，微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的飛躍發(fā)展極大地推動儀表更新?lián)Q代，新型流量計如雨后春筍般涌現(xiàn)出來。至今，據(jù)稱已有上百種流量計投向市場，現(xiàn)場使用中許多棘手的難題可望獲得解決。

我國開展近代流量測量技術(shù)的工作比較晚，早期所需的流量儀表均從國外進口。

流量測量是研究物質(zhì)量變的科學(xué)，質(zhì)量互變規(guī)律是事物聯(lián)系發(fā)展的基本規(guī)律，因此其測量對象已不限于傳統(tǒng)意義上的管道液體，凡需掌握量變的地方都有流量測量的問題。流量和壓力、溫度并列為三大檢測參數(shù)。對于一定的流體，只要知道這三個參數(shù)就可計算其具有的能量，在能量轉(zhuǎn)換的測量中必須檢測此三個參數(shù)。能量轉(zhuǎn)換是一切生產(chǎn)過程和科學(xué)實驗的基礎(chǔ)，因此流量和壓力、溫度儀表一樣得到最廣泛的應(yīng)用。