V錐流量傳感器及流量計(jì)的工作原理

　　V錐流量傳感器及流量計(jì)該裝置廣泛的應(yīng)用于石油、化工、天然氣、礦山、冶金、鋼鐵、電力、水利、給排水、造紙、制糖、制藥、飲料、紡織、印染、化纖、環(huán)保和市政工程等領(lǐng)域的計(jì)量與測(cè)量。尤其在測(cè)量焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、天然氣、煙道氣、液化石油氣等有機(jī)氣體及原料油、漿液等高粘度、污染介質(zhì)中，V錐流量傳感器及流量計(jì)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

　　V錐流量傳感器及流量計(jì)的工作原理

　　1 V錐流量傳感器及流量計(jì)的工作原理

　　1.1 V錐流量傳感器及流量計(jì)的理論依據(jù)。

　　V錐流量計(jì)是一種差壓式流量?jī)x表，其理論是基于封閉管道中能量之間相互轉(zhuǎn)化的貝努力定律，即在穩(wěn)定流量的情況下，管道中的流速與差壓的開(kāi)方成正比。

　　1.2 V錐流量傳感器及流量計(jì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

　　V錐流量傳感器及流量計(jì)雖然也是差壓式流量計(jì)，但是它突破了傳統(tǒng)差壓式流量計(jì)的許多局限性，利用同軸安裝在管道中的節(jié)流件。所不同的是，普通截流裝置的小流通截面為圓形，而V錐流量傳感器及流量計(jì)小流通截面為環(huán)形。當(dāng)流體流經(jīng)懸掛在管道中的V型錐與管壁所形成的間隙，流體流速加快，在V錐的大端達(dá)到大，在V錐的下游處形成一個(gè)低壓端，從而在V錐前后產(chǎn)生差壓，通過(guò)對(duì)差壓的測(cè)量達(dá)到對(duì)流量的測(cè)量。由于V錐流量傳感器及流量計(jì)節(jié)流件的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，流體在管道內(nèi)不是急速收縮，流體壓力的變化是比較平滑的，壓差信號(hào)更加穩(wěn)定。因此，V錐流量傳感器及流量計(jì)能保證流量，特別是小流量的測(cè)量。與此同時(shí)，又由于懸掛軸心與V錐形體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，當(dāng)流體接近V錐時(shí)，管道中心流速變慢，管壁附近流體流速逐漸加快，自動(dòng)形成的高速流體直接沖刷內(nèi)錐節(jié)流件和管道內(nèi)壁，從而自動(dòng)完成清掃工作，避免了臟污介質(zhì)的粘附與堆砌。因此，V錐流量傳感器及流量計(jì)非常適合液體中含氣，氣體中含水以及液體或氣體含有固定顆?；蚱渌s質(zhì)的介質(zhì)的流體測(cè)量。

　　2 V錐流量傳感器及流量計(jì)的性能及其特點(diǎn)

　　2.1 V錐流量傳感器及流量計(jì)產(chǎn)生更加穩(wěn)定的壓差信號(hào)、更加準(zhǔn)確的小流量測(cè)量。

　　孔板的壓差是通過(guò)中間開(kāi)孔的節(jié)流件，讓流體突然收縮，流動(dòng)發(fā)生改變，從而產(chǎn)生壓差；V錐流量傳感器及流量計(jì)是通過(guò)懸掛軸心的錐形體，讓流體逐漸收縮使流動(dòng)平滑的發(fā)生改變，這樣就減弱了壓力波動(dòng)的幅值，使之產(chǎn)生的壓差信號(hào)更加穩(wěn)定，能分辨的壓差信號(hào)更小，更有利于小流量的測(cè)量。

　　2.2 V錐流量傳感器及流量計(jì)所測(cè)量的流量 范圍更寬。

　　由于V錐流量傳感器及流量計(jì)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，使得在低流速時(shí)依然能產(chǎn)生足夠分辨的壓差，使得壓差的量程下限比傳統(tǒng)壓差儀表低，量程得以向下限擴(kuò)展到15：1。

　　2.3 V錐流量傳感器及流量計(jì)有很高的重復(fù)性，測(cè)量精度高。

　　V錐流量傳感器及流量計(jì)重復(fù)性優(yōu)于0.1%；測(cè)量精度優(yōu)于5%。

　　2.4 V錐流量傳感器及流量計(jì)與傳統(tǒng)的儀器相比具有耐磨損、自行清洗、長(zhǎng)期穩(wěn)定性好、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。

　　V錐流量傳感器及流量計(jì)中的V型錐體，在流體流動(dòng)時(shí)會(huì)在V型錐體表面形成附面層，在流體離開(kāi)V行錐體節(jié)流尾端時(shí)，由于附面層效應(yīng)，疏導(dǎo)流體離開(kāi)，減少被磨損的可能；同時(shí)其自有的紫情節(jié)特征，使其節(jié)流尺寸長(zhǎng)期穩(wěn)定不變，因而具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

　　2.5 V錐流量傳感器及流量計(jì)短的直管段要求。

　　一般上游在0~3D，下游在0~1D，V錐流量傳感器及流量計(jì)的上游側(cè)如裝有閥門，流量計(jì)與閥門之間的距離應(yīng)保證3D。孔板等傳統(tǒng)差壓儀表應(yīng)用于測(cè)量時(shí)，在大多數(shù)現(xiàn)場(chǎng)要滿足較長(zhǎng)的直管段要求是困難的，從而帶來(lái)附加的測(cè)量誤差，V錐流量傳感器及流量計(jì)的錐體結(jié)構(gòu)，起到了一個(gè)流場(chǎng)整流器的作用，重新安排了上游的流速分布，即使在惡劣的安裝條件下，也能使流速的分布變得平坦和對(duì)稱，從而確保了測(cè)量精度。

　　2.6 V錐流量傳感器及流量計(jì)具有很小的壓損和可靠的性能。

　　由于V錐流量傳感器及流量計(jì)體的出口邊緣不是銳利的緣故，同時(shí)流體的壓力變化是平緩的，因而有摩擦所產(chǎn)生的漩渦帶來(lái)的壓力損失會(huì)更?。煌瑫r(shí)，V錐流量傳感器及流量計(jì)無(wú)可動(dòng)部件，因此使用起來(lái)更可靠。

　　2.7 V錐流量傳感器及流量計(jì)采用一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

　　V錐流量傳感器及流量計(jì)把節(jié)流件、傳感器、智能電路、顯示器、通信單元組成一體，安裝時(shí)用戶只需焊接配對(duì)法蘭即可，取消了傳統(tǒng)的差壓流量計(jì)的引壓管路，簡(jiǎn)化了安裝程序，減少了安裝時(shí)間和費(fèi)用，減少了泄露和維護(hù)量，使用戶更加方便。

　　2.8 V錐流量傳感器及流量計(jì)具有先進(jìn)的流量變速器和先進(jìn)的多變量測(cè)量技術(shù)。

　　V錐流量傳感器及流量計(jì)采用國(guó)外先進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的傳感器內(nèi)核，采用了先進(jìn)的直接數(shù)字電路替代模擬信號(hào)放大電路及A/D轉(zhuǎn)換電路，提高了測(cè)量精度；與此同時(shí)，二線制變送器帶有同時(shí)工作的多只傳感器，可以同時(shí)檢測(cè)顯示壓差、壓力、溫度、流量等多個(gè)指標(biāo)。

　　2.9 V錐流量傳感器及流量計(jì)具有全面的補(bǔ)償功能和強(qiáng)大的智能功能，并且使用靈活、方便。

　　V錐流量傳感器及流量計(jì)可以在線動(dòng)態(tài)的對(duì)影響測(cè)量精度的多種因素（例如：溫度、壓力、雷諾數(shù)、流場(chǎng)系數(shù)、可膨脹系數(shù)、壓縮系數(shù)等）進(jìn)行了動(dòng)態(tài)全補(bǔ)償，提高了流量計(jì)的測(cè)量精度；V錐流量傳感器及流量計(jì)具有自診斷、組態(tài)、循環(huán)顯示、通信、斷電保護(hù)和提高設(shè)備管理信息等功能；V錐流量傳感器及流量計(jì)可采用用戶任意指定的變送器進(jìn)行組態(tài)，輸出4~20mA壓差或流量信號(hào)。

　　3 V錐流量傳感器及流量計(jì)安裝的技術(shù)要求和注意事項(xiàng)。

　　3.1 V錐流量傳感器及流量計(jì)安裝的技術(shù)要求。

　?。?）V錐流量傳感器及流量計(jì)安裝于管道時(shí)，

　　可以是水平的，也可以是傾斜的，還可以是垂直的，但是應(yīng)該以安裝和維護(hù)方便為宜。（2）V錐流量傳感器及流量計(jì)必須安裝在與其公稱通徑相應(yīng)的管道上。（3）V錐流量傳感器及流量計(jì)的上下游直管段應(yīng)該是圓形的，內(nèi)壁光滑，其內(nèi)徑與流量計(jì)標(biāo)稱內(nèi)徑相同。（4）在安裝時(shí)，V錐流量傳感器及流量計(jì)的流向必須與流體的流向一致。如果安裝位置的環(huán)境溫度超過(guò)70°C，建議采用分體安裝形式。（5）V錐流量傳感器及流量計(jì)在上游側(cè)和下游側(cè)應(yīng)配置一定長(zhǎng)度的直管段，其長(zhǎng)度應(yīng)滿足上游0~3D，下游0~1D，長(zhǎng)的直管段有利于流量的測(cè)量。（6）在安裝V錐流量傳感器及流量計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量保證流量計(jì)與上、下游的直管段同心。（7）如果現(xiàn)場(chǎng)確實(shí)需要安裝溫度計(jì)、調(diào)節(jié)閥等其他測(cè)量、控制裝置，建議安裝在V錐流量傳感器及流量計(jì)的下游端2~5D處。

　　3.2 在安裝V錐流量傳感器及流量計(jì)時(shí)，需要特別注意的事項(xiàng)。

　　（1）在選擇V錐流量傳感器及流量計(jì)的型號(hào)時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)用戶的要求、工藝參數(shù)和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、結(jié)合V錐流量傳感器及流量計(jì)的技術(shù)參數(shù)選用適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品型號(hào)。（2）在選擇V錐流量傳感器及流量計(jì)時(shí)，管道內(nèi)徑均需按實(shí)際內(nèi)徑圓填寫。（3）選擇V錐流量傳感器及流量計(jì)，在編寫型號(hào)時(shí)，功能部分僅適用于智能一體化的V型流量計(jì)。（4）在選擇V錐流量傳感器及流量計(jì)時(shí)，要注意溫度壓力補(bǔ)償功能的選擇。a.在選擇V錐流量傳感器及流量計(jì)時(shí)，測(cè)液體時(shí)不補(bǔ)償。b.在選擇V錐流量傳感器及流量計(jì)時(shí)，測(cè)氣體時(shí)應(yīng)帶溫度壓力補(bǔ)償。c.在選擇V錐流量傳感器及流量計(jì)時(shí)，測(cè)飽和蒸汽時(shí)應(yīng)帶溫度補(bǔ)償。d.在選擇V錐流量傳感器及流量計(jì)時(shí)，測(cè)過(guò)熱蒸汽時(shí)應(yīng)帶溫度壓力補(bǔ)償。（5）在選擇V錐流量傳感器及流量計(jì)時(shí)，用戶指定變送器，應(yīng)參照變送器技術(shù)參數(shù)，確定一體化功能。

　　4 在選擇V錐流量傳感器及流量計(jì)時(shí)，應(yīng)參考的主要技術(shù)參數(shù)

　　4.1 采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2624-1993，SY/T6143-2004，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO5167。

　　4.2 測(cè)量管徑：DN15 DN3000。

　　4.3 基本誤差：0.5%，1.5%，5%。

　　4.4 重復(fù)性：0.1%。

　　4.5 2.5MPa，4.0MPa，6.3Mpa，10.0MPa，16.0MPa，26.0MPa，42.0MPa（工作壓力）。

　　4.6 被測(cè)截至溫度：＜550℃。

　　4.7 被測(cè)介質(zhì)：液體、氣體（包括天然氣），蒸汽。

　　4.8 量程比：10：1。

　　4.9 直管段要求：上游0~3D，下游0~1D。

　　4.10 供電電源：（1）外界電源：24VDC。（2）內(nèi)電源（內(nèi)電池）供電：3.6VDC。