液化氣計(jì)量表選型詳細(xì)說(shuō)明：

TXLUGE型液化氣流量計(jì)是根據(jù)卡門(mén)渦街原理。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)流過(guò)柱體時(shí)，在柱體兩側(cè)交替產(chǎn)生旋渦，旋渦不斷產(chǎn)生和分離，在柱體下游便形成了交錯(cuò)排列的兩列旋渦即“渦街”，實(shí)驗(yàn)證明，旋渦分離的頻率與柱側(cè)介質(zhì)流速成正比。傳感器輸出的電壓脈沖信號(hào)送到連于一體的就地顯示儀，根據(jù)設(shè)定的密度，渦街流量系數(shù)進(jìn)行流量運(yùn)算，現(xiàn)場(chǎng)液晶顯示瞬時(shí)流量和累計(jì)流量。

一、液化氣計(jì)量表原理介紹

在流體中設(shè)置非流線型旋渦發(fā)生體（阻流體），則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生兩列有規(guī)則的旋渦，智能渦街流量計(jì)這種旋渦稱為卡曼渦街，如圖(一)所示。旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對(duì)稱地排列。智能渦街流量計(jì)設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測(cè)介質(zhì)來(lái)流的平均速度為V，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，根據(jù)卡曼渦街原理，有如下關(guān)系式:

       f=StV/d                 公式(1)

式中：f－發(fā)生體一側(cè)產(chǎn)生的卡門(mén)旋渦頻率

　　  St－斯特羅哈爾數(shù)（無(wú)量綱數(shù)）

　　  V－流體的平均流速     d－旋渦發(fā)生體的寬度

由此可見(jiàn)，通過(guò)測(cè)量卡門(mén)渦街分離頻率便可算出瞬時(shí)流量。其中,斯特羅哈爾數(shù)（St）是無(wú)因次未知數(shù)

在曲線表中St＝0.17的平直部分，漩渦的釋放頻率與流速成正比,即為渦街流量傳感器測(cè)量范圍度。只要檢測(cè)出頻率f就可以求得管內(nèi)流體的流速，由流速V求出體積流量。所測(cè)得的脈沖數(shù)與體積量之比，稱為儀表常數(shù)（K），見(jiàn)式（2）

　    K＝N/Q（1/m³）              公式（2）

式中：K＝儀表常數(shù)（1/m³）。   N＝脈沖個(gè)數(shù)        Q＝體積流量（m³）

二、液化氣計(jì)量表產(chǎn)品特點(diǎn)   

在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)試驗(yàn)、國(guó)內(nèi)外貿(mào)易等各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)于流量測(cè)量的需求是一項(xiàng)很普遍的測(cè)量工作，因?yàn)榱髁康臏y(cè)量是測(cè)量的動(dòng)態(tài)物理量，測(cè)量的介質(zhì)也各不一樣，不同的介質(zhì)的特性對(duì)于流量測(cè)量的要求各不一樣，測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的條件也有差異，所以就導(dǎo)致了流量測(cè)量的準(zhǔn)確性與可靠性較高難保證。針對(duì)于不一樣的工況條件，目前市場(chǎng)上的儀表類型有速度式流量計(jì)、容積流量計(jì)、動(dòng)量式流量計(jì)、電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)等幾十種流量計(jì)。其中電磁流量計(jì)的應(yīng)用特別廣泛，它以其*的性能,在諸多領(lǐng)域被廣泛采用。

      如何對(duì)電磁流量計(jì)進(jìn)行***的測(cè)量，解決現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的常見(jiàn)的“測(cè)不準(zhǔn)”的現(xiàn)象。針對(duì)于這個(gè)情況，本文分析了被測(cè)介質(zhì)電導(dǎo)率、流速分布與直管段、電極結(jié)垢與附著層、安裝條件和運(yùn)行環(huán)境5方面工程因素對(duì)電磁流量計(jì)準(zhǔn)確測(cè)量的影響,提出了提高電磁流量測(cè)量準(zhǔn)確性的工程對(duì)策。從而保證電磁流量計(jì)在工程應(yīng)用中能夠準(zhǔn)確測(cè)量,使其充分發(fā)揮其計(jì)量作用,為流量檢測(cè)提供可靠的測(cè)量數(shù)據(jù)。在確保電磁流量計(jì)本身計(jì)量檢定合格的基礎(chǔ)上,分析了工程上影響電磁流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確性的因素,提出了提高電磁流量計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確性的工程實(shí)施方法.

1　影響電磁流量計(jì)準(zhǔn)確測(cè)量因素

　　液化氣計(jì)量表是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律來(lái)工作的,即導(dǎo)電流體以平均速度v流過(guò)垂直于流動(dòng)方向的磁場(chǎng),其感應(yīng)電勢(shì)E通過(guò)與流體直接接觸的電極(又稱傳感器)檢測(cè)出來(lái).

E=KBvD　,(1)

式中:K為儀表常數(shù);B為磁感應(yīng)強(qiáng)度(T);v為流體運(yùn)動(dòng)平均速度(m/s);D為管道內(nèi)徑(m).

當(dāng)K、B、D確定下來(lái)后,E與v成正比.其工作原理和結(jié)構(gòu)如圖1所示.根據(jù)流體的體積流量公式:

Q=1/4πD2v　,(2)

Q是v的正比函數(shù),代入公式(1),那么E也是Q的正比函數(shù),由此,測(cè)出了感應(yīng)電壓E也即測(cè)出了介質(zhì)的體積流量Q.

　電磁流量計(jì)由流量傳感器和轉(zhuǎn)換器兩大部分組成.傳感器測(cè)出的感應(yīng)電壓E由電纜送***轉(zhuǎn)換器,通過(guò)智能化處理,然后LCD顯示,或轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)4～20mA輸出.根據(jù)以上測(cè)量原理,實(shí)際使用中,影響電磁流量計(jì)準(zhǔn)確測(cè)量的工程因素主要有以下5個(gè)方面

(1)被測(cè)介質(zhì)電導(dǎo)率的影響.被測(cè)流體的電導(dǎo)率決定了轉(zhuǎn)換器所需的輸入阻抗大小,流體電導(dǎo)率降低,電極的輸出阻抗將增加,并且由轉(zhuǎn)換器輸入阻抗引起負(fù)載效應(yīng)而產(chǎn)生誤差.因此,電磁流量計(jì)應(yīng)用中規(guī)定了流體的電導(dǎo)率的下限.理論上,把電極看作點(diǎn)電極,忽略其大小,實(shí)際上,電極有一定尺寸,當(dāng)直徑為d的圓形電極與電導(dǎo)率為ρ的半無(wú)限展寬的流體接觸時(shí),其展寬電阻為1/(2ρd),因此,如果管道直徑Dd,則電極的輸出阻抗為兩個(gè)展寬電阻之和,即等于1/(ρd).一般測(cè)量的流體電導(dǎo)率ρ的下限為5～10μs/cm,所以,若電極直徑d為1cm,則電極的輸出阻抗就為1/(ρd)=100～200kΩ,為使輸出阻抗的影響限制在0.1%以下,轉(zhuǎn)換器的輸入阻抗應(yīng)為200MΩ左右.對(duì)于電磁流量計(jì),選型時(shí)必須考慮流體電導(dǎo)率要大于5μs/cm的閾值(即下限值)要求.

(2)流速分布與直管段的影響.根據(jù)公式(1)知,如果流速以中心軸為對(duì)稱流動(dòng),感應(yīng)電勢(shì)與流速分布無(wú)關(guān),僅正比于平均流速.若流速為非中心軸對(duì)稱分布,圖2表示90°彎頭與突擴(kuò)管的流線分布與速度剖面,每個(gè)流動(dòng)質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于電極幾何位置不同,對(duì)電極產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小也不同,越靠近電極,速度大的質(zhì)點(diǎn)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大,容易引起誤差,因此,必須保證流體流速為中心軸對(duì)稱.工程上,正確的安裝可以減小此類誤差。

電磁流量計(jì)彎頭及突變管的流速分布圖

盡管電磁流量計(jì)生產(chǎn)廠家不斷追求流量計(jì)本身的精度,但實(shí)際工程中,工藝管道中的彎管、閥門(mén)等都會(huì)引起流動(dòng)畸變、二次流或漩渦,破壞了原有充分均勻的流速分布狀況.只有經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的直管段,才能讓流體恢復(fù)其軸對(duì)稱的流速分布.若實(shí)際工藝管道上下游直管段不足,可以通過(guò)安裝流動(dòng)調(diào)整器來(lái)調(diào)整.

（3）電極結(jié)垢和附著層的影響.在測(cè)量如紙漿、污水等非清潔流體時(shí),電極表面易受污染,引起特點(diǎn)變動(dòng),但特點(diǎn)變化和電極污染程度兩***的關(guān)系,很難進(jìn)行定量分析比較高,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),電極直徑越小,所受的影響越少,在使用中,應(yīng)注意電極的清污,以防止附著.

設(shè)在襯里上附著沉淀物時(shí)產(chǎn)生的誤差Δε,如果附著的厚度是一樣,則可由式(3)計(jì)算:

Δε=1-2/[1+(kω/kf)+(1-kω/kf)*(1-2t/D)2]　,(3)

式中:kω、kf分別為附著物和測(cè)量流體的電導(dǎo)率;t為附著物厚度;D為直徑.

若式(3)中kω和、kf相等,則誤差為***,附著物的電導(dǎo)率較高低時(shí),上式仍然成立,但會(huì)增加電極的輸出阻抗,因此受到限制,如*絕緣性沉淀物浸在流體中就是這種情況.相反,如附著金屬粉末等,因***電導(dǎo)率的附著層,使感應(yīng)電勢(shì)短路,電極輸出偏低,造成負(fù)偏差.在測(cè)量具有沉淀附著物的流體時(shí),可通過(guò)合理選擇傳感器內(nèi)襯材料等方法減少測(cè)量誤差,除了選擇如玻璃或聚四氯乙烯等難以附著沉淀的襯里外,還應(yīng)增加其流速,流體快速流動(dòng)的同時(shí)能夠起到?jīng)_刷電極、清潔電極的作用,減少誤差.

(4)安裝條件的影響.電磁流量計(jì)要求滿管測(cè)量、流速分布軸對(duì)稱、可靠的接地等,否則可能現(xiàn)輸出晃動(dòng)、示值不準(zhǔn)等現(xiàn)象.這可通過(guò)規(guī)范安裝操作以使測(cè)量準(zhǔn)確性得到提高.

(5)運(yùn)行環(huán)境的影響.電磁流量計(jì)因輸出信號(hào)較高弱,對(duì)機(jī)械振動(dòng)比較高敏感,測(cè)量結(jié)果易受干擾,運(yùn)行時(shí),不允許管道振動(dòng)和周?chē)写蟮碾娖魅珉姾笝C(jī)等.

2　提高電磁流量測(cè)量準(zhǔn)確性的工程對(duì)策

2.1正確選型

　　電磁流量計(jì)的選型考慮因素很多,有儀表性能、流體特性、安裝條件、環(huán)境條件和經(jīng)濟(jì)等方面的因素,從測(cè)量準(zhǔn)確性的角度,可從下面兩方面考慮.

(1)傳感器口徑選擇.傳感器口徑的選擇關(guān)系到流體在管道中的流速大小,影響到輸出電勢(shì)值.因此,傳感器口徑不一定與連接的工藝管道口徑相同,應(yīng)根據(jù)實(shí)際使用流量而定.當(dāng)管道內(nèi)流體的流速在1.5～3m/s,選擇傳感器口徑的與工藝管道口徑相同即可,且安裝方便;當(dāng)管內(nèi)流體流速較高低,低于0.5m/s時(shí),儀表口徑應(yīng)改為小于管徑,以異徑管連接管道.

(2)襯里、電極材料的選擇要點(diǎn).電極是電磁流量計(jì)拾取流量信號(hào)的部件,在測(cè)量過(guò)程中,只有它和接地環(huán)、接地電極與被測(cè)介質(zhì)接觸,因此,為了適應(yīng)不同介質(zhì)的測(cè)量條件,比如流體介質(zhì)的溫度、壓力、腐蝕性、磨損性等的要求,要選用不同的內(nèi)襯、電極材料.

　　液化氣計(jì)量表的內(nèi)襯材料有耐腐蝕性中等、耐一般低濃度的酸、堿、鹽的氯丁橡膠材料,耐磨損性強(qiáng)而耐腐蝕性能一般的聚氨脂橡膠,耐腐蝕性能強(qiáng)和適于溫度***的聚四氟乙烯,化學(xué)性質(zhì)等同于聚四氟乙烯的抗拉、抗壓聚全氟乙丙烯,耐***酸、堿、鹽的溫度<60℃的聚乙烯和溫度<100℃的聚苯硫醚等.

電磁流量計(jì)電極的材料有耐鹽和小于50%濃度堿溶液的鈦(Ti)電極,耐酸和鹽的鉭(Ta)電極,耐腐蝕能力強(qiáng)的***金屬鉑電極,不適于鹽酸的哈氏合***C電極和不適于硝酸的哈氏合***B電極,耐腐蝕能力一般、但價(jià)格低廉的不銹鋼316L等.電極材料裝于傳感器測(cè)量管內(nèi)壁,與被測(cè)介質(zhì)直接接觸,故應(yīng)根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性選定.

三、液化氣計(jì)量表類型

口徑與流量范圍對(duì)照表：

四、液化氣計(jì)量表樣本

五、液化氣流量計(jì)選型要求安裝：
儀表的正確安裝是保障儀表正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，若安裝不當(dāng)，輕則影響儀表的使用精度，重則會(huì)影響儀表的使用壽命，甚至?xí)p壞儀表。
（一）安裝環(huán)境要求：
1．盡可能避開(kāi)強(qiáng)電設(shè)備、高頻設(shè)備、強(qiáng)開(kāi)關(guān)電源設(shè)備。儀表的供電電源盡可能與這些設(shè)備分離。
2．避開(kāi)高溫?zé)嵩春洼椛湓吹闹苯佑绊?。若必須安裝，須有隔熱通風(fēng)措施。
3．避開(kāi)高濕環(huán)境和強(qiáng)腐蝕氣體環(huán)境。若必須安裝，須有通風(fēng)措施。
4．渦街流量?jī)x表應(yīng)盡量避免安裝在振動(dòng)較強(qiáng)的管道上。若必須安裝，須在其上下游2D處加設(shè)管道緊固裝置，并加防振墊，加強(qiáng)抗振效果。
5．儀表安裝在室內(nèi)，安裝在室外應(yīng)注意防水，特別注意在電氣接口處應(yīng)將電纜線彎成U形，避免水順著電纜線進(jìn)入放大器殼內(nèi)。
6．儀表安裝點(diǎn)周?chē)鷳?yīng)該留有較充裕的空間，以便安裝接線和定期維護(hù)。
（二）儀表管道安裝要求：
1．渦街流量?jī)x表對(duì)安裝點(diǎn)的上下游直管段有一定要求，否則會(huì)影響介質(zhì)在管道中的流場(chǎng)，影響儀表的測(cè)量精度。儀表的上下游直管段長(zhǎng)度要求見(jiàn)圖(三) 
DN為儀表工稱口徑

圖(三)
注:調(diào)節(jié)閥盡可能不安裝在渦街流量?jī)x表的上游,而應(yīng)安裝在渦街流量?jī)x表的下游10D處。
2．上、下游配管內(nèi)徑應(yīng)相同。如有差異，則配管內(nèi)徑Dp與渦街儀表表體內(nèi)徑Db,應(yīng)滿足以下關(guān)系
0.98Db≤Dp≤1.05Db 上、下游配管應(yīng)與流量?jī)x表表體內(nèi)徑同心，它們之間的不同軸度應(yīng)小于0.05Db
3．儀表與法蘭之間的密封墊，在安裝時(shí)不能凸入管內(nèi)，其內(nèi)徑應(yīng)比表體內(nèi)徑大1-2mm
4．測(cè)壓孔和測(cè)溫孔的安裝設(shè)計(jì)。被測(cè)管道需要安裝溫度和壓力變送器時(shí)，測(cè)壓孔應(yīng)設(shè)置在下游3-5D處，測(cè)溫孔應(yīng)設(shè)置在下游6-8D處，見(jiàn)圖（七）。D為儀表工稱口徑，單位：mm
5．儀表在在管道上可以水平、垂直或傾斜安裝。
6．測(cè)量氣體時(shí)，在垂直管道安裝儀表，氣體流向不限。但若管道內(nèi)含少量液體，為了防止液體進(jìn)入儀表測(cè)量管，氣流應(yīng)自下而上流動(dòng)，如圖（四）a所示
7．測(cè)量液體時(shí)，為了保證管內(nèi)充滿液體，所以在垂直或傾斜管道安裝儀表時(shí)，應(yīng)該保證液體流動(dòng)方向從下而上。若管道內(nèi)含少量氣體，為了防止氣體進(jìn)入儀表測(cè)量管，儀表應(yīng)安裝在管線的較低處
如圖（四）b所示