旋進旋渦流量計的工作原理

旋（xuán）進旋（xuán）渦流量計結構與工作原理（lǐ）

1.1 流量計（jì）結（jié）構

旋（xuán）進旋渦流量（liàng）計結構緊湊，主要由殼體、旋渦發生體、傳（chuán）感器（溫度、壓力、流量）、整（zhěng）流器和積算儀構成。

1.旋渦發生體：用鋁合金製成，具有一定角度的螺旋葉片，它（tā）固定在殼體收縮段前部，強迫流體產生強烈的旋渦流。

⒉殼體：本身帶有法蘭，並有一定形狀的（de）流體（tǐ）通（tōng）道，根據不同的工作壓力，殼體材料（liào）可采用鑄鋁合金或不鏽鋼。

⒊智能流量計（jì）積算儀：由溫度、壓力檢測（cè）模擬通道、流量檢測數字通（tōng）道以及（jí）微處（chù）理單元、液晶驅動電路和其（qí）它輔助電路（lù）組成，並配有外輸（shū）信號接口。

4.溫度傳感器：以 Pt100/pt1000 鉑電阻為溫度敏感（gǎn）元件（jiàn），在一定溫度（dù）範圍（wéi）內，其電阻值與溫度成對應關係。

5.壓力傳感器：以壓阻式擴散矽橋路（lù）為敏感元（yuán）件，其橋臂電阻在外界壓力作用下會發生預期變化，因此在一定（dìng）激（jī）勵（lì）電流作（zuò）用（yòng）下，其兩個輸出端的電位差與外界壓力成正（zhèng）比。

6.流量傳感器：安（ān）裝在靠近殼體（tǐ）擴（kuò）張段的喉部，可檢測出旋渦進動的頻率信號。

7.整流器：固定（dìng）在殼體出口段，其作用是消除旋渦流，以減（jiǎn）小對下遊儀表性能的影（yǐng）響。

 

1.2 工作原理

流量傳感器的流通剖麵類似文丘利管（guǎn）的（de）型式（如圖 2）。在入口側安放一組螺旋型導流葉片，當流體進入流量傳感器時，導流葉片迫（pò）使流體產生劇烈的旋渦流。當流體進入擴（kuò）散段時，旋渦流受到回（huí）流的作用，開始作二次旋轉，形成陀螺式的渦流進動現象。該進動頻率與流量（liàng）大小成正比，不受流（liú）體物理性質和密度的影響，檢（jiǎn）測元件測得流體二次旋轉進動（dòng）頻率就能在較寬的流量範（fàn）圍內獲得良好的線性度。信（xìn）號經前置放大器放大、濾波、整形轉換為（wéi）與流速成正比的脈（mò）衝信號，然後再與溫度、壓力（lì）等檢測信（xìn）號一起被送往微處理器進行（háng）積算（suàn）處理，*後在液晶顯示屏上顯示出測量結果（guǒ）(瞬時流量（liàng）、累積流量及溫度、壓力數據)。積算儀原理框圖如圖 3 所示。

2.3 流量積算儀工（gōng）作原（yuán）理（lǐ）

流（liú）量積算儀由（yóu）溫度和壓力檢測模擬通道（dào）、流量（liàng）傳（chuán）感器通道以及（jí）微處理器單（dān）元組成，並（bìng）配有外輸出信號接口，輸出各種信號。流量計中的微處理器按照氣（qì）態（tài）方程進行溫壓補償，並動進行壓縮因子（zǐ）修正（zhèng），氣態方程如下：

QN——標況下的體積流量(Nm3/h)；

QV——工況下的體積流量(m3/h)；

Pa——當地大氣壓力（KPa）；

P ——流量計取壓孔測量（liàng）的表壓（KPa）；

PN——標準（zhǔn）狀態下的大氣壓力（101.325 KPa）；

TN——標準狀態下的絕對溫度（293.15K）；

T ——被（bèi）測流體的絕對溫度（K）；

ZN——氣體在標況下的（de）壓（yā）縮係數；

Z ——氣體在工況下的壓（yā）縮係數；

注：當用鍾罩或負壓（yā）標定時取（qǔ） ZN/Z=1，對天然氣(ZN/Z)1/2=FZ為超壓縮因子。按中（zhōng）國石油天然（rán）氣總公司的標準 SY／T6143－1996 中的公式計算。