罗茨气体流量计标准

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来源：www.csbllyb.com作者：youwang日期：2019-3-2711:18:42浏览次数：1341
超声波流量计以其独特的优势被广泛的运用到各个领域，它的的各项指标与其它速度式很多用户反馈超声波流量计测量不准，通过综合调查分析发现用户在使用中往往忽视下面几个问题。
一、没有正确的对超声波流量计进行检定或校准任何流量计使用前都需要进行检定或校准，便携式超声波流量计在这一点尤为重要。大家知道，便携式超声波流量计一般配置两到三组探头，分别适用于不同的管径范围，每组探头与主机的搭配在某种意义上讲都是一套独立的流量计。如果只在小管径的流量标准装置上用小探头对便携式超声波流量计进行检定或校准，那么在使用时你如果用大探头测量大管道的流量，就等于你是在使用未经检定或校准的流量计在测量流量，其计量准确性是无法保证的，因为目前的技术水平无法保证探头的互换性，何况大小探头之间的差异更是一个不容忽视的变量。
(罗茨气体流量计标准)

Zn，Z--分别为标准状态下和工况下气体压缩系数。
由上式可见，VSF输出的脉冲频率信号不受流体物性和组分变化的影响，即仪表系数在一定雷诺数范围内仅与旋涡发生体及管道的形状尺寸等有关。但是作为流量计在物料平衡及能源计量中需检测质量流量，这时流量计的输出信号应同时监测体积流量和流体密度，流体物性和组分对流量计量还是有直接影响的。
气体流量计是依据卡门旋涡原理进行封闭管道流体流量测量的新型流量计。因其具有良好的介质适应能力，无需温度压力补偿即可直接测量蒸汽、空气、气体、水、液体的工况体积流量，配备温度、压力传感器可测量标况体积流量和质量流量，是节流式流量计的理想替代产品。
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气体涡街流量计与涡轮流量计区别
气体涡街流量计涡轮流量计的的工作原理不同、两者的检测方式就都不一样，并且结构也不一样！简单的来说，涡轮流量计是体积式流量计，由磁通量变化产生脉冲电流，涡轮流量计是靠检测频率测得流量；因此我们平时更常见的是液体涡轮流量计等。涡街流量计几乎可以用于一切可形成漩涡列的场合，不仅可以用于封闭的管道，还可以用于开放的沟槽，与涡轮流量计相比，涡街流量计没有可动的机械部件，维护工作量小，仪表常数稳定。涡街流量计主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸汽等多种介质。其特点是压力损失小,量程范围大,精度高,在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件，因此可靠性高,维护量小。仪表参数能长期稳定。涡街流量计采用压电应力式传感器,可靠性高,可在-20℃～+250℃的工作温度范围内工作。有模拟标准信号,也有数字脉冲信号输出,容易与计算机等数字系统配套使用,是一种比较先进、理想的测量仪器。
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【摘要】本文在分析转子流量计结构和原理的基础上，结合其技术特点和应用需求，从流量计算、量值修正以及流量计技术选型和安装要求等方面进行了较为系统的论述和研究。希望能为广大计量工作者更好的掌握转子流量计应用技术，实现对流量的准确测量提供帮助。
0引言 转子流量计是非常常用的节流式流量计之一，具有结构简单、制造容易、测量范围宽(量程比可达10:1)、测量精确度较高(误差±5％左右)、示值直观、维护方便、压损小等优点，是现代生活和工业生产中应用非常广泛的计量器具。 在计量技术水平日益发展、测量精度需求不断提高的今天，计量工作者只有全面了解转子流量计的结构原理、流量计算、量值影响因素与修正方法、以及流量计的选型、安装要求，才能选出非常符合需求的计量仪表，实现非常佳测量效果。作者希望本文给计量工作者带来些许帮助。 1转子流量计结构原理简析 1.1结构分析 转子流量计由两部件组成，一是从下向上逐渐扩张的锥形管，二是置于锥形管中，可沿管中心线上下移动、密度比流体稍大的转子（图1转子流量计原理图）。锥形管由玻璃、塑料或金属材质制成。玻璃或塑料材质的锥形管上刻有流量刻度，透过锥管可看到透明流体中转子的位置及所对应的刻度值；金属材质锥形管中转子位置通过磁性耦合等方式传递管外，在面板上显示量值。 1.2工作原理 当测量流体的流量时，流体从锥形管下端流入冲击转子，对它产生一个作用力，力的大小随流量大小而变化；当流量足够大时，所产生作用力将转子托起，使之升高；流体经转子与锥形管壁间的环形断面从上端流出。当流体对转子的作用力等于转子重量时，转子因受力平衡而停留在某一位置；这个位置与流量有相互对应的关系，据此位置，即可求得流量值。 1.3流量计算 流量计转子在锥形管中受三个力：重力、动压力和浮力，三力平衡时，转子重力=动压力+浮力。当流速变大或变小时，转子将向上或向下移动，流体流动的截面积也发生变化，直至达到平衡时对应的流速，转子在新的位置上稳定。因此，转子稳定时受力关系公式如下： V（ρt－ρf）g＝△p·A（1） 其中：ρt-转子密度；ρf-流体密度；g-重力加速度；V-转子体积；△p-转子前后压差；A-转子非常大截面积。 结合公式（1），并参照孔板流量计流量与节流压差间的关系方程式： 【公式1】 得转子流量计流量公式： 【公式2】 其中：Qv-流量值；a0-流量系数（与转子形状、流体状态、流量计结 构和流体物理性质等因素有关，只能由实验来确定）；A0-环隙面积，对应于转子高度h；近似有：A0=ch；系数c与转子和锥形管的几何形状及尺寸有关；ρt-转子密度；ρf—流体密度；At-转子非常大截面积。 流量方程式可写成：【公式3】 由公式（4）可知，转子的停浮高度h与流量qv成对应关系；根据高度的不同来标刻流量值，即可在实际应用中即时读取流量值。 2测量值的流体相关性修正 2.1测量值修正分析 从式（4）可知，被测流体的密度不同，流量大小与转子高度之间的对用关系也不同。因受标定设备的限制，生产厂商不可能对所有流量计都做实液标定，故测量非标定介质时，应对读出的测量值进行修正，以保证精确度。 对于液体，其密度为常数，只需修正被测液体和标定液体不同造成的影响即可；而气体因具有可压缩性，还应考虑标定状态和实际状态不同时温度和压力的影响。 通常，标定状态默认为：温度T=293.16K，绝对压力p=101325Pa。根据流量计算公式，进行如下分析： 一方面，设定在标定状态下，测量标定流体的流量公式为： 式中：Qv0-标定状态下标定流体的流量示值；a0-标定状态标定流体的流量系数；ρ0-流体在标定状态下的密度。 另一方面，设定流量计在工作状态下，测量被测流体的流量公式为： 式中：Qv-工作状态下被测流体的流量示值；a-工作状态被测流体的流量系数；ρ-流体在工作状态下的密度。 由式（5）和式（6）可以看出，在实际工作状态下，被测流体的实际流量为qv，但转子在高度h处，转子流量计的显示仍然是qv0。比较式（5）和式（6），可以得出Qv和Qv0之间的关系，即流量修正公式为： 实验表明，流量系数a与雷诺数Re和流量计结构有关，当被测流体的黏度与标定流体的黏度相差不大时，或在流量系数a为常数的流量范围内，可不考虑a的影响，即可以认为a＝a0，所以（7）式可以简化为： 若被测流体的黏度相对标定流体的黏度相差较大，则应考虑黏度 差异对实际流量系数a与标定流量系数a0间的差异，参照式（8）进行 修正或进行实际标定，不能简单地认为a＝a0。 2.2流体密度修正 2.2.1液体流量的测量值修正 流量计对液态类流体的测量示数通常采用水为参照流体，在标定状态下进行标定。实际测量非水液体流量时，只需修正被测液体和标定液体（水）之间密度差异而造成的影响，即可按（8）式进行修正换算。此时，ρ0为标定流体的密度，ρ为被测流体的密度。 2.2.2气体流量的测量值修正 流量计对气态类流体的测量示数采用空气为参照物，在标定状态下进行标定。由于气体的密度受温度、压力变化的影响较大，故不仅应随着被测气体与标定气体之间的密度不同进行换算，而且要随工作状态时温度和压力与标定状态的不同进行修正换算。为简化气体流量值的修正，一般可以忽略黏度对流量系数的影响，而且，对于气体来说，由于ρt＞＞ρ0，ρt＞＞ρ，则由（8）式可得： 测量非标定状态下的空气流量时，可直接使用式（9）计算。但ρ为被测气体在工作状态下的密度，实际使用起来较为不便。为此，可以将流体密度和所处状态分开修正，即先在标定状态下对被测流体的密度进行修正，然后再进行状态修正。非常后的修正公式为： 其中：p0-标定状态下的绝对压力；p-工作状态下的绝对压力；T0-标定状态下的绝对温度；T-工作状态下的绝对温度；ρ′-被测气体在标定状态下的密度。 2.3流量系数修正 2.3.1流量系数与转子形状的相关性 由式(4)可以看出，流量系数也是影响测定结果的一个重要参数。它因转子的形状不同而有所不同。虽然转子形状是制造厂按仪表结构和流量测量范围选择合适形状而设计的，不属于使用者考虑的范畴，但使用者应了解转子形状与测量值准确程度的关系。一般情况而言，测量同种流体时，哪种形状的转子在锥形管中的高度越高，则使用这种转子的流量计的流量系数就越小，其测量精度就越高。可根据这一特点，选择更为适合自身需求的转子流量计。 2.3.2流量系数与雷诺数的相关性 当流量计的转子和结构一定时，流量系数主要受雷诺数Re影响。当雷诺数Re较小时，流量系数随雷诺数Re变化而变化，此时需要对进行关于流量系数的修正（见式7）；当雷诺数达到一定值Remin（临界雷诺数）后，流量系数基本保持平稳，可视为常数，不需做关于流量系数的修正计算。不同的流量计很难找到一个通用的理论公式来描述流量系数和雷诺数的关系。 由于流体的多样性和环境的复杂性，流量系数修正存在诸多困难。如果需要进行非常精确的计量，使用者可让制造商用实际流体对流量计刻度进行校准，如此可直接得到工作环境下的真实量值，不必再进行各种修正。 3选型与安装技术分析 3.1转子流量计的种类 按锥形管材质的不同，大体可分三类。其中：玻璃管转子流量计结构简单，成本低，易制成防腐蚀性仪表，还具有透明度高、读数直观、不易破裂、重量轻、寿命长、安装连接方便等优点。塑料管转子流量计则具有体积小、重量轻、锥管不易破碎、耐腐蚀等特点。 金属管浮子流量计可测量液体、气体流量，特别适宜低流速小流量的介质测量，可提供瞬时流量、累积流量显示，或通过输出标准信号，实现流量指示、积算、记录、控制和报警等功能。 3.2选型分析 为保证测量数据的精度，使用者应根据安装环境、流体物理和化学特性等因素，选择流量仪表。 （1）若流体为中小流量，压力小于1MPa，温度低于100℃，透明无毒，无燃烧爆炸危险，对玻璃无腐蚀无粘附，一般可采用玻璃管转子流量计。 （2）在空间相对较小，撑重力弱的管路环境，流体为中小流量、压力较小、温度较低，可选用塑料管转子流量计。 （3）若流体为中小流量、易汽化（或易凝结）、有毒易燃易爆，不含磁性物质、纤维和磨损物质，对不锈钢无腐蚀性,可选普通型金属管转子流量计；若流体有腐蚀性，应采用防腐型金属管转子流量计；若流体易结晶或汽化或高粘度，应选用带夹套并带伴热或冷却接口的金属管转子流量计。 在高温或高寒、高压、有毒环境，应选用具远传信息功能的金属管 转子流量计。 （4）若流体压力不稳定，尤其用于气体测量时，应选具阻尼结构的转子流量计。 3.3安装技术要求 正确安装是流量计正常工作、准确测量的必要条件。一般应遵循如下要求： （1）转子流量计须垂直安装，流体自下而上流过流量计,垂直度优于2°。 （2）进口应有5倍管道直径以上的直管段，出口应有250mm直段。 （3）安装位置适当加装管道支撑。 （4）流量计旁应加装旁路管道和旁路阀，在下游安装单向阀。 （5）测量流体若为脏污介质或含有固体杂质,须在进口处加装过滤器和定期清洗装置。 （6）测量流体中若含有铁磁性物质，应安装磁过滤器。 （7）带液晶或锂电池供电的流量计尽量避免阳光直射和高温环境（≥65℃）。 （8）测量气体的工作压力应不小于流量计压损的5倍。 4总结 转子流量计结构简单，原理亦不复杂，但是，由于流量计量特性与流体属性的相关性、以及流体物理性质的千差万别，使得流量计量技术应用变得非常复杂。不仅流体存在黏度的差异，而且气体类流体的可压缩性及热膨胀性，更加大了流体测量的难度。因此，本文只是作者一些经验认识和技术分析的归纳整理，有关更加深入的研究，期待众多的流体计量科研人员提供更有价值的真知灼见。
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Q——冷风渗透耗热量，W
CP——空气定压比热，取1.01
ρ——空气的密度；
V——冷空气体积，m3
ΔT—室内外计算温差，℃
用于计算加热冷空气所需的耗热量
5、流量计算公式：
GL=0.86×∑Q/（tg-th）
GL—流量，Kg/h；
∑Q—热负荷，W；
tg、th—供回水温度，℃。
将计算所得流量乘以安全系数即水泵的流量
6、管段阻力公式：
系统阻力还可近似的方法求得：先求出沿程阻力，然后乘以一个系数。
R=H×L（1+α）
R——沿程阻力，Pa；
H——比摩阻，Pa/m；
L——管段长度，m。
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浙江苍南仪表厂创办于1975年，是生产流量仪表的专业厂家，是浙江省技术企业、中国*佳供应商、全国“双爱双评”企业、全国质量、信誉双保障示范单位、AAA信用等级企业和中国城市燃气协会理事单位。企业已通过ISO9001质量认证和ISO14000环境认证，现已建设成集研发、生产、销售、服务于一体的流量仪表基地。〈BR〉〈BR〉企业总资产1亿多元，占地面积2.5万平方米，厂房面积1.5万平方米，现有职工300多人，各类专业技术人员占职工总数的35%以上。拥有计算机应用开发中心、音速喷嘴气体流量标准装置、加工中心等各种设备，已形成年产15万台中高档流量测量仪表的生产能力。〈BR〉〈BR〉企业拥有市级企业技术研发中心，有机械、电子、流量、软件开发、工艺等各类专职研发人员35人（其中高工8人，工程师12人）。企业坚持走科技兴厂之路，一直重视科技投入，并加强横向联合，聘请多位科研院校教授作为企业的技术顾问，并与多所科研院校和设计院建立长期的技术合作。已具备了较强的自主研发能力。〈BR〉〈BR〉企业现有主要产品：①工业用燃气表：气体（智能）涡轮流量计、气体罗茨流量计、标准节流装置、（智能）旋进漩涡流量计、旋涡磁电流量计（液体）、气体过滤器；②家用燃气表：膜式燃气表和IC卡燃气表；③调压装置；④热量表；⑤电动机数显保护器和数字压力表。多种产品技术处于水平。目前，我厂已承担了1个国家创新基金项目，3个国家级火炬计划项目，4个国家级重点新产品，1个国家级星火计划项目，10多个..
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