液化气专用计量表 液化气计量表选型

 液化气计量表选型详细说明：

TXLUGE型液化气流量计是根据卡门涡街原理。当被测介质流过柱体时，在柱体两侧交替产生旋涡，旋涡不断产生和分离，在柱体下游便形成了交错排列的两列旋涡即“涡街”，实验证明，旋涡分离的频率与柱侧介质流速成正比。传感器输出的电压脉冲信号送到连于一体的就地显示仪，根据设定的密度，涡街流量系数进行流量运算，现场液晶显示瞬时流量和累计流量。

一、液化气计量表原理介绍

在流体中设置非流线型旋涡发生体（阻流体），则从旋涡发生体两侧交替地产生两列有规则的旋涡，智能涡街流量计这种旋涡称为卡曼涡街，如图(一)所示。旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。智能涡街流量计设旋涡的发生频率为f，被测介质来流的平均速度为V，旋涡发生体迎流面宽度为d，表体通径为D，根据卡曼涡街原理，有如下关系式:

       f=StV/d                 公式(1)

式中：f－发生体一侧产生的卡门旋涡频率

　　  St－斯特罗哈尔数（无量纲数）

　　  V－流体的平均流速     d－旋涡发生体的宽度

由此可见，通过测量卡门涡街分离频率便可算出瞬时流量。其中,斯特罗哈尔数（St）是无因次未知数

在曲线表中St＝0.17的平直部分，漩涡的释放频率与流速成正比,即为涡街流量传感器测量范围度。只要检测出频率f就可以求得管内流体的流速，由流速V求出体积流量。所测得的脉冲数与体积量之比，称为仪表常数（K），见式（2）

　    K＝N/Q（1/m³）              公式（2）

式中：K＝仪表常数（1/m³）。   N＝脉冲个数        Q＝体积流量（m³）

二、液化气计量表产品特点   

在工农业生产、科学试验、国内外贸易等各个领域，对于流量测量的需求是一项很普遍的测量工作，因为流量的测量是测量的动态物理量，测量的介质也各不一样，不同的介质的特性对于流量测量的要求各不一样，测量现场的条件也有差异，所以就导致了流量测量的准确性与可靠性较高难保证。针对于不一样的工况条件，目前市场上的仪表类型有速度式流量计、容积流量计、动量式流量计、电磁流量计、超声波流量计等几十种流量计。其中电磁流量计的应用特别广泛，它以其优越的性能,在诸多领域被广泛采用。

      如何对电磁流量计进行***的测量，解决现场测量的常见的“测不准”的现象。针对于这个情况，本文分析了被测介质电导率、流速分布与直管段、电极结垢与附着层、安装条件和运行环境5方面工程因素对电磁流量计准确测量的影响,提出了提高电磁流量测量准确性的工程对策。从而保证电磁流量计在工程应用中能够准确测量,使其充分发挥其计量作用,为流量检测提供可靠的测量数据。在确保电磁流量计本身计量检定合格的基础上,分析了工程上影响电磁流量计测量准确性的因素,提出了提高电磁流量计测量准确性的工程实施方法.

1　影响电磁流量计准确测量因素

　　液化气计量表是根据法拉第电磁感应定律来工作的,即导电流体以平均速度v流过垂直于流动方向的磁场,其感应电势E通过与流体直接接触的电极(又称传感器)检测出来.

E=KBvD　,(1)

式中:K为仪表常数;B为磁感应强度(T);v为流体运动平均速度(m/s);D为管道内径(m).

当K、B、D确定下来后,E与v成正比.其工作原理和结构如图1所示.根据流体的体积流量公式:

Q=1/4πD2v　,(2)

Q是v的正比函数,代入公式(1),那么E也是Q的正比函数,由此,测出了感应电压E也即测出了介质的体积流量Q.

　电磁流量计由流量传感器和转换器两大部分组成.传感器测出的感应电压E由电缆送***转换器,通过智能化处理,然后LCD显示,或转换成标准信号4～20mA输出.根据以上测量原理,实际使用中,影响电磁流量计准确测量的工程因素主要有以下5个方面

(1)被测介质电导率的影响.被测流体的电导率决定了转换器所需的输入阻抗大小,流体电导率降低,电极的输出阻抗将增加,并且由转换器输入阻抗引起负载效应而产生误差.因此,电磁流量计应用中规定了流体的电导率的下限.理论上,把电极看作点电极,忽略其大小,实际上,电极有一定尺寸,当直径为d的圆形电极与电导率为ρ的半无限展宽的流体接触时,其展宽电阻为1/(2ρd),因此,如果管道直径Dd,则电极的输出阻抗为两个展宽电阻之和,即等于1/(ρd).一般测量的流体电导率ρ的下限为5～10μs/cm,所以,若电极直径d为1cm,则电极的输出阻抗就为1/(ρd)=100～200kΩ,为使输出阻抗的影响限制在0.1%以下,转换器的输入阻抗应为200MΩ左右.对于电磁流量计,选型时必须考虑流体电导率要大于5μs/cm的阈值(即下限值)要求.

(2)流速分布与直管段的影响.根据公式(1)知,如果流速以ZX轴为对称流动,感应电势与流速分布无关,仅正比于平均流速.若流速为非ZX轴对称分布,图2表示90°弯头与突扩管的流线分布与速度剖面,每个流动质点相对于电极几何位置不同,对电极产生的感应电动势大小也不同,越靠近电极,速度大的质点所产生的感应电动势越大,容易引起误差,因此,必须保证流体流速为ZX轴对称.工程上,正确的安装可以减小此类误差。

电磁流量计弯头及突变管的流速分布图

尽管电磁流量计生产厂家不断追求流量计本身的精度,但实际工程中,工艺管道中的弯管、阀门等都会引起流动畸变、二次流或漩涡,破坏了原有充分均匀的流速分布状况.只有经过相当长的直管段,才能让流体恢复其轴对称的流速分布.若实际工艺管道上下游直管段不足,可以通过安装流动调整器来调整.

（3）电极结垢和附着层的影响.在测量如纸浆、污水等非清洁流体时,电极表面易受污染,引起特点变动,但特点变化和电极污染程度两***的关系,很难进行定量分析比较高,根据经验,电极直径越小,所受的影响越少,在使用中,应注意电极的清污,以防止附着.

设在衬里上附着沉淀物时产生的误差Δε,如果附着的厚度是一样,则可由式(3)计算:

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

式中:kω、kf分别为附着物和测量流体的电导率;t为附着物厚度;D为直径.

若式(3)中kω和、kf相等,则误差为***,附着物的电导率较高低时,上式仍然成立,但会增加电极的输出阻抗,因此受到限制,如*绝缘性沉淀物浸在流体中就是这种情况.相反,如附着金属粉末等,因***电导率的附着层,使感应电势短路,电极输出偏低,造成负偏差.在测量具有沉淀附着物的流体时,可通过合理选择传感器内衬材料等方法减少测量误差,除了选择如玻璃或聚四氯乙烯等难以附着沉淀的衬里外,还应增加其流速,流体快速流动的同时能够起到冲刷电极、清洁电极的作用,减少误差.

(4)安装条件的影响.电磁流量计要求满管测量、流速分布轴对称、可靠的接地等,否则可能现输出晃动、示值不准等现象.这可通过规范安装操作以使测量准确性得到提高.

(5)运行环境的影响.电磁流量计因输出信号较高弱,对机械振动比较高敏感,测量结果易受干扰,运行时,不允许管道振动和周围有大的电器如电焊机等.

2　提高电磁流量测量准确性的工程对策

2.1正确选型

　　电磁流量计的选型考虑因素很多,有仪表性能、流体特性、安装条件、环境条件和经济等方面的因素,从测量准确性的角度,可从下面两方面考虑.

(1)传感器口径选择.传感器口径的选择关系到流体在管道中的流速大小,影响到输出电势值.因此,传感器口径不一定与连接的工艺管道口径相同,应根据实际使用流量而定.当管道内流体的流速在1.5～3m/s,选择传感器口径的与工艺管道口径相同即可,且安装方便;当管内流体流速较高低,低于0.5m/s时,仪表口径应改为小于管径,以异径管连接管道.

(2)衬里、电极材料的选择要点.电极是电磁流量计拾取流量信号的部件,在测量过程中,只有它和接地环、接地电极与被测介质接触,因此,为了适应不同介质的测量条件,比如流体介质的温度、压力、腐蚀性、磨损性等的要求,要选用不同的内衬、电极材料.

　　液化气计量表的内衬材料有耐腐蚀性中等、耐一般低浓度的酸、碱、盐的氯丁橡胶材料,耐磨损性强而耐腐蚀性能一般的聚氨脂橡胶,耐腐蚀性能强和适于温度***的聚四氟乙烯,化学性质等同于聚四氟乙烯的抗拉、抗压聚全氟乙丙烯,耐***酸、碱、盐的温度<60℃的聚乙烯和温度<100℃的聚苯硫醚等.

电磁流量计电极的材料有耐盐和小于50%浓度碱溶液的鈦(Ti)电极,耐酸和盐的钽(Ta)电极,耐腐蚀能力强的***金属铂电极,不适于盐酸的哈氏合***C电极和不适于硝酸的哈氏合***B电极,耐腐蚀能力一般、但价格低廉的不锈钢316L等.电极材料装于传感器测量管内壁,与被测介质直接接触,故应根据被测介质的腐蚀性选定.

三、液化气计量表类型

口径与流量范围对照表：

四、液化气计量表样本

五、液化气流量计选型要求安装：
仪表的正确安装是保障仪表正常运行的重要环节，若安装不当，轻则影响仪表的使用精度，重则会影响仪表的使用寿命，甚至会损坏仪表。
（一）安装环境要求：
1．尽可能避开强电设备、高频设备、强开关电源设备。仪表的供电电源尽可能与这些设备分离。
2．避开高温热源和辐射源的直接影响。若必须安装，须有隔热通风措施。
3．避开高湿环境和强腐蚀气体环境。若必须安装，须有通风措施。
4．涡街流量仪表应尽量避免安装在振动较强的管道上。若必须安装，须在其上下游2D处加设管道紧固装置，并加防振垫，加强抗振效果。
5．仪表Z好安装在室内，安装在室外应注意防水，特别注意在电气接口处应将电缆线弯成U形，避免水顺着电缆线进入放大器壳内。
6．仪表安装点周围应该留有较充裕的空间，以便安装接线和定期维护。
（二）仪表管道安装要求：
1．涡街流量仪表对安装点的上下游直管段有一定要求，否则会影响介质在管道中的流场，影响仪表的测量精度。仪表的上下游直管段长度要求见图(三) 
DN为仪表工称口径

图(三)
注:调节阀尽可能不安装在涡街流量仪表的上游,而应安装在涡街流量仪表的下游10D处。
2．上、下游配管内径应相同。如有差异，则配管内径Dp与涡街仪表表体内径Db,应满足以下关系
0.98Db≤Dp≤1.05Db 上、下游配管应与流量仪表表体内径同心，它们之间的不同轴度应小于0.05Db
3．仪表与法兰之间的密封垫，在安装时不能凸入管内，其内径应比表体内径大1-2mm
4．测压孔和测温孔的安装设计。被测管道需要安装温度和压力变送器时，测压孔应设置在下游3-5D处，测温孔应设置在下游6-8D处，见图（七）。D为仪表工称口径，单位：mm
5．仪表在在管道上可以水平、垂直或倾斜安装。
6．测量气体时，在垂直管道安装仪表，气体流向不限。但若管道内含少量液体，为了防止液体进入仪表测量管，气流应自下而上流动，如图（四）a所示
7．测量液体时，为了保证管内充满液体，所以在垂直或倾斜管道安装仪表时，应该保证液体流动方向从下而上。若管道内含少量气体，为了防止气体进入仪表测量管，仪表应安装在管线的较低处
如图（四）b所示