測量壓縮空氣選用哪種流量計(jì)

壓縮空氣流量計(jì)測量原理：

     渦街流量計(jì)是根據(jù)“卡門渦街”原理研制成的流體振蕩式流量測量儀表。在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)旋渦的分離頻率與旋渦發(fā)生體的幾何尺寸、管道的幾何尺寸有關(guān)，旋渦的頻率正比于流量，其結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。

渦街流量計(jì)所測量的是旋渦發(fā)生體兩側(cè)的平均速度u1，而反映被測流量的是管道中的平均流速u，它們之間的關(guān)系式為

式中：f為旋渦頻率，Hz；Sr為斯特勞哈爾數(shù)；u1為發(fā)生體兩側(cè)的平均流速，m/s；d為發(fā)生體迎流面的寬度，m；u為被測介質(zhì)來流的平均流速，m/s；m為旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比，不可壓縮流體中，由于流體密度ρ不變，由連續(xù)性方程可得到m=u/u1。

由此可得體積流量為

  式中K為渦街流量計(jì)的儀表系數(shù)，1/m3。

  從式（3）可見，渦街流量計(jì)的儀表系數(shù)僅與其機(jī)械結(jié)構(gòu)和斯特勞哈爾數(shù)相關(guān)，與來流流量無關(guān)。而K又表征著渦街流量計(jì)的計(jì)量特性，在下文中，重點(diǎn)分析在各種不同流體介質(zhì)條件下K的變化規(guī)律。

2、理論分析與計(jì)算：

蒸汽對渦街流量計(jì)計(jì)量特性的影響主要有如下3個(gè)因素：首先從式（3）中可以看出，影響K值大小的因素主要有機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸D、m、d和斯特勞哈爾數(shù)Sr4個(gè)變量．從渦街流量計(jì)基本原理上分析，在不同流體介質(zhì)條件下，機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸的變化主要是由于溫度的變化帶來的熱脹冷縮引起，其次不同流體可壓縮性的差異也會(huì)導(dǎo)致儀表系數(shù)的偏差。此外Sr受雷諾數(shù)的影響，而雷諾數(shù)又受黏度的影響，流體的不同帶來黏度的不同，根據(jù)相關(guān)的研究黏度對渦街流量計(jì)儀表系數(shù)的影響可以忽略。下文主要分析前2個(gè)因素對華云蒸汽流量計(jì)的影響。

2.1、溫度的影響：

對圖1所示發(fā)生體，得到m的計(jì)算公式為

對流體流通面積而言，可以把旋渦發(fā)生體看作為矩形（寬為d，長為D，見圖1），面積比為

將式（5）帶入式（3）中得

相關(guān)的研究表明，當(dāng)渦街流量計(jì)發(fā)生體為圖1所示形狀時(shí)，在d/D＝0.28時(shí)，產(chǎn)生的旋渦強(qiáng)度和旋渦的穩(wěn)定性好，故取d/D＝0.28代入式（6）中得

由金屬材料的線性膨脹公式得

Dt=D20[1+α（t−20）] （8）

式中：Dt為殼體溫度為t的直徑；D20為20℃時(shí)殼體的直徑；α為材料線性膨脹系數(shù)。

將式（8）帶入式（7）中得到由于溫度變化而引起的儀表系數(shù)的變化為

發(fā)生體和殼體為不銹鋼材質(zhì)（1Crl8Ni9Ti），在20～300℃時(shí)線性膨脹系數(shù)α為16.6×10-6，將α和不同溫度下的Kt帶入式（9）中得到數(shù)據(jù)如表1所示。

在表1中，Kt/K20表示溫度為t和20℃時(shí)儀表系數(shù)之比，表示溫度為t時(shí)儀表系數(shù)的相對變化量，即由于蒸汽溫度的不同所引入的計(jì)量偏差，由此計(jì)算分析可以看出溫度對機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸的變化引起對儀表系數(shù)K的影響，隨著溫度的升高，造成的計(jì)量偏差也越來越大。

     熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)（壓縮空氣流量計(jì)）是利用熱擴(kuò)散原理測量氣體流量的儀表。傳感器由兩個(gè)基準(zhǔn)級熱電阻(RTD)組成。一個(gè)是速度傳感器RH，一個(gè)是測量氣體溫度變化的溫度傳感器RMG。當(dāng)這兩個(gè)RTD置于被測氣體中時(shí)，其中傳感器RH被加熱，另一個(gè)傳感器RMG用于感應(yīng)被測氣體溫度。隨著氣體流速的增加，氣流帶走更多熱量，傳感器RH的溫度下降。根據(jù)熱效應(yīng)的金氏定律,加熱功率P、溫度差△T（TRH-TRMG）與質(zhì)量流量Q有確定的數(shù)學(xué)關(guān)系式。 P/△T=K1+K2 f(Q)K3 K1、K2、K3是與氣體物理性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)。 熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)*的溫度差測量方式克服了采用恒溫差原理的熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)測量煤氣流量時(shí)因煤氣中含水、油和雜質(zhì)而造成的很大的零點(diǎn)漂移，導(dǎo)致無法測量的弊端。它也可以用于測量濕氣體的質(zhì)量流量，如礦井下瓦斯抽放、送風(fēng)，排風(fēng)系統(tǒng)中的風(fēng)量（速）的實(shí)時(shí)檢測。

安裝方便，維修簡單雙向檢測，防振動(dòng)測量范圍：0.05 - 120m/s工作溫度：-40℃ - 510℃環(huán)境溫度：-40℃ - 85℃濕度小于90%RH壓 降：對于直徑大于或等于3英寸的管道可以忽略不計(jì)電源要求：18 - 30VDC大600mA180 - 230VAC大2.5W100VAC大3.15W輸出信號：與質(zhì)量流量成比例的線形4-20mA與溫度成比例的線形4-20mA精 度：1%的讀數(shù)±0.5%的滿量程重 復(fù) 性：±0.2%F.S耐 壓：4.2MPa響應(yīng)時(shí)間：≤850ms外殼材料：壓鑄鋁，A2/A4可選探頭材料：316L，鉭，鈦等可選球 閥：316L緊壓接頭：316L/304法 蘭：316L/304報(bào)警輸出：繼電器常開觸點(diǎn)容量220AC/3A或24VDC（只針對流量值的報(bào)警輸出）、可以溫度輸出顯 示：寬屏LCD顯示，參數(shù)及變量可通過面板上按鍵設(shè)定（帶密碼保護(hù)）防護(hù)等級：IP65（不同廠家不同等級）

測量范圍：    為了方便選型，我們將熱式氣體的標(biāo)準(zhǔn)體積流量簡單的定義為標(biāo)準(zhǔn)狀況（1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓和20度）下的體積流量。