沼氣流量計原理   江蘇富馬儀表有限公司      姜
在流體中設(shè)置三角柱型旋渦發(fā)生體，則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡門旋渦，如右圖所示，旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。
　　 設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測介質(zhì)平均流速為 ，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，即可得到以下關(guān)系式：　f=SrU1/d=SrU/md　　　　　　　（1）
式中　　U1--旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速，m/s；
Sr--斯特勞哈爾數(shù)；
m--旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比
　　　　　　　　 　管道內(nèi)體積流量qv為
qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr(2)
K=f/qv=【πD2md/4Sr】-1(3)
式中K--流量計的儀表系數(shù)，脈沖數(shù)/m3（P/m3）。
K除與旋渦發(fā)生體、管道的幾何尺寸有關(guān)外，還與斯特勞哈爾數(shù)有關(guān)。斯特勞哈爾數(shù)為無量綱參數(shù)，它與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數(shù)有關(guān)，圖2所示為圓柱狀旋渦發(fā)生體的斯特勞哈爾數(shù)與管道雷諾數(shù)的關(guān)系圖。由圖可見，在ReD=2×104～7×106范圍內(nèi)，Sr可視為常數(shù)，這是儀表正常工作范圍。當(dāng)測量氣體流量時，VSF的流量計算式為
斯特勞哈爾數(shù)與雷諾數(shù)關(guān)系曲線式中qVn，qV--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（0oC或20oC，101.325kPa）和工況下的體積流量，m3/h；
Pn，P--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的壓力，Pa；
Tn，T--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的熱力學(xué)溫度，K；
Zn，Z--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下氣體壓縮系數(shù)。
　　 由上式可見，VSF輸出的脈沖頻率信號不受流體物性和組分變化的影響，即儀表系數(shù)在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān)。但是作為流量計在物料平衡及能源計量中需檢測質(zhì)量流量，這時流量計的輸出信號應(yīng)同時監(jiān)測體積流量和流體密度，流體物性和組分對流量計量還是有直接影響的?！　?沼氣流量計便是依據(jù)卡門旋渦原理進(jìn)行封閉管道流體流量測量的新型流量計。因其具有良好的介質(zhì)適應(yīng)能力，無需溫度壓力補(bǔ)償即可直接測量蒸汽、空氣、氣體、水、液體的工況體積流量，配備溫度、壓力傳感器可測量標(biāo)況體積流量和質(zhì)量流量，是節(jié)流式流量計的理想替代產(chǎn)品。
　　 為提高沼氣流量計的耐高溫及抗振動性能，我公司新近開發(fā)出了LUGB改進(jìn)型渦街流量傳感器，因其*的結(jié)構(gòu)和選材使該傳感器可在高溫（350℃）、強(qiáng)振動（≤1g）的惡劣工況下使用。
　　 在實際應(yīng)用中，往往zui大流量遠(yuǎn)低于儀表的上限值，隨著負(fù)荷的變化，zui小流量又往往會低于儀表的下限值，儀表并非工作在它的工作段，為了解決這一問題，通常采用在測量處縮徑提高測量處的流速，并選用較小口徑的儀表以利于儀表的測量，但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長度為15D以上的直管段進(jìn)行整流，使加工、安裝都不方便。我公司研制的縱斷面形狀為圓弧的LGZ變徑整流器，具有整流、提高流速及改變流速分布多重作用，其結(jié)構(gòu)尺寸小，僅為工藝管內(nèi)徑的1/3，與沼氣流量計作成一體，不僅不需要另外附加一段直管段，還可以降低對工藝管直管段的要求，安裝非常方便。為了使用方便，電池供電的本地顯示型沼氣流量計采用微功耗*，采用鋰電池供電可不間斷運(yùn)行一年以上，節(jié)省了電纜和顯示儀表的采購安裝費(fèi)用，可就地顯示瞬時流量、累積流量等。溫度補(bǔ)償一體型沼氣流量計還帶有溫度傳感器，可以直接測量出飽和蒸汽的溫度并計算出壓力，從而顯示飽和蒸汽的質(zhì)量流量。溫壓補(bǔ)償一體型帶有溫度、壓力傳感器，用于氣體流量測量可直接測量出氣體介質(zhì)的溫度和壓力，從而顯示氣體的標(biāo)況體積流量。

三、沼氣流量計功能：
1、表體中同時集成溫壓補(bǔ)償補(bǔ)償功能，可測量流體的標(biāo)準(zhǔn)體積流量或標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量流量。 　　
2、全智能化、數(shù)字化電路設(shè)計，可自動補(bǔ)償被測流體密度或標(biāo)況體積計算。 　　
3、全新的數(shù)字濾波和修正功能使流量測量更加精準(zhǔn)可靠。 　　
4、電池供電型無需外接電源既可連續(xù)工作兩年以上。 　　
5、全新點陣漢字液晶顯示，使用操作更方便。

四、沼氣流量計技術(shù)參數(shù)：
介質(zhì)：適用于氣體、液體均可使用
測量范圍：0m/s~120m/s（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）
精度：優(yōu)于±1.5級
重復(fù)性：±0.2%滿量程
輸出信號：4~20mA，，RS485，MODBUS，HQBUS
工作壓力： ≤2.5MPa（zui大可達(dá)20MPa）
介質(zhì)溫度：-40℃～510℃
環(huán)境溫度：-40℃～80℃
供電電源：24VDC ±10%，≥350mA
公稱通徑：Dn20～1000mm
流量范圍：0.6～12720m3/h；
線性度：≤±1.0%；
重復(fù)性：≤0.2%介；
質(zhì)溫度：-40～350℃；
公稱壓力：2.5、4.0Mpa；
本體材質(zhì)：1Cr18Ni9Ti
供電電源：24V.DC；
負(fù)載電阻:zui大負(fù)載電阻不超過350Ω；
輸出信號:脈沖或4-20mA。（可選)