在研究了實(shí)際層流流量計(jì)的性能和特性之后，提出了這種類型的傳感器的新配置，使得可以較小化由裝置的固有性質(zhì)引入的測(cè)量誤差。初步研究表明，正在發(fā)展的進(jìn)入?yún)^(qū)域在所有這些裝置中引入了非線性效應(yīng)。這些效應(yīng)不僅導(dǎo)致誤差，而且還導(dǎo)致Poiseuille關(guān)系的線性校準(zhǔn)方面的斜率變化。在對(duì)如何減少這些非線性誤差的后續(xù)分析之后，引入了這種類型的流量計(jì)的新配置。該裝置利用沿其長(zhǎng)度在三個(gè)位置處具有壓力接頭的流量元件并連接到三個(gè)隔離腔室。通過這種方式，靜壓可以在三個(gè)位置測(cè)量，并通過每個(gè)腔室水平的壓力抽頭來實(shí)現(xiàn)。因此，線性化誤差減小，另外的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)生減小的壓降。

一、燃?xì)饬髁坑?jì)概述：
燃?xì)饬髁坑?jì)主要用于工業(yè)管道流體介質(zhì)的流量側(cè)量，如氣體、液體、蒸汽等多種介質(zhì)。其特點(diǎn)是壓力損失小，量程范圍大，精度高，在測(cè)量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無可動(dòng)機(jī)械零件，因此可靠性高，維護(hù)量小。儀表常數(shù)能長(zhǎng)期穩(wěn)定。插入式儀表在管道的插入口安裝，球閥則可進(jìn)行不斷流裝卸。以便在臟污介質(zhì)中運(yùn)行時(shí)定期清洗和維修。本儀表采用壓電應(yīng)力式傳感器，可靠性高，可在-20℃至+300℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，也有數(shù)字脈沖信號(hào)輸出，容易與計(jì)算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用，是一種比較先進(jìn)、理想的流量?jī)x表。

二、燃?xì)饬髁坑?jì)工作原理
      在流體中垂直地插入一根柱狀阻力體時(shí)，在其兩側(cè)就會(huì)交替地產(chǎn)生旋渦，隨著流體下游方向運(yùn)動(dòng)，形成旋渦列，稱為卡曼燃?xì)�，見圖1。產(chǎn)生燃?xì)獾淖枇�體稱旋渦發(fā)生體。實(shí)驗(yàn)證明，旋渦的頻率與流速成正比。
      實(shí)驗(yàn)證明:當(dāng)兩列旋渦之間的距離h和同列兩個(gè)旋渦之間的距離L滿足公式h/L=0.281時(shí)非對(duì)稱旋渦列就能保持穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)流體雷諾數(shù)Re在5000-150000之間范圍內(nèi)時(shí)，Sr基本不變，所以當(dāng)旋渦發(fā)生體柱寬d和斯特勞哈爾數(shù)Sr為定值時(shí)旋渦發(fā)生體的頻率f與流體的平均流速成正比，即與流Q成正比而與壓力、溫度、密度等參數(shù)無關(guān)。
    當(dāng)旋渦在柱體兩側(cè)產(chǎn)生時(shí)，傳感器受到與流向垂直的交變升力的作用感生信號(hào)，升力的變化頻率是旋渦頻率，傳感器將信號(hào)送轉(zhuǎn)換器放大整形后得到與流速成線性比例的脈沖信號(hào)直接輸出或?qū)⑵滢D(zhuǎn)換成4~20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。

三、燃?xì)饬髁坑?jì)特點(diǎn)：
①：壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測(cè)量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。
②：無可動(dòng)機(jī)械零件，因此可靠性高,維護(hù)量小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而牢固，長(zhǎng)期運(yùn)行十分可靠；
③：安裝簡(jiǎn)單，維修十分方便；
④：檢測(cè)傳感器不直接接觸介質(zhì)，性能穩(wěn)定，壽命長(zhǎng)；
⑤：輸出是與流量成正比的脈沖信號(hào)，無零點(diǎn)漂移，精度高，并方便和計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)；
⑥：測(cè)量范圍寬，量程比可達(dá)10：1；   壓力損失較小，運(yùn)行費(fèi)用低，更具節(jié)能意義；
⑦：應(yīng)用范圍廣，蒸汽、氣體、液體的流量均可測(cè)量； 檢定周期為二年。
測(cè)量蒸汽時(shí)，當(dāng)蒸汽溫度小于200℃、口徑不大于DN100也可以選用一體式溫壓補(bǔ)償燃?xì)饬?量計(jì)，這時(shí)顯示的是補(bǔ)償后的質(zhì)量流量,當(dāng)蒸汽溫度大于200℃、口徑大于DN100不建議使用該類型儀表；測(cè)量氣體時(shí)，也可以選用一體式溫壓補(bǔ)償燃?xì)饬髁坑?jì)，這時(shí)顯示的是標(biāo)況和工況體積流量。一體式溫壓補(bǔ)償燃?xì)饬髁坑?jì)計(jì)量較為準(zhǔn)確， 但穩(wěn)定性和讀數(shù)方便性不如分體式,如下圖：
一體溫壓補(bǔ)償燃?xì)饬髁坑?jì)
            ㈢、測(cè)量蒸汽、氣體有時(shí)也選用一體不帶補(bǔ)償燃?xì)饬髁坑?jì)， 如下圖。測(cè)量蒸汽顯示的是未補(bǔ)償?shù)馁|(zhì)量流量，測(cè)量氣體顯示的工況體積流量。當(dāng)溫度和壓力比較穩(wěn)定時(shí)該類型儀表計(jì)量也大致準(zhǔn)確；當(dāng)實(shí)際溫度、壓力與用戶給定的參數(shù)有較大偏離時(shí)，測(cè)量的結(jié)果就會(huì)有較大的誤差。實(shí)際上蒸汽的溫度、壓力波動(dòng)都比較大，所以測(cè)量蒸汽*選用分體式帶溫壓補(bǔ)償燃?xì)饬髁坑?jì)，這樣計(jì)量準(zhǔn)確，便于讀數(shù)。
一體不補(bǔ)償燃?xì)?br />             ㈣、測(cè)量除鹽水、軟化水、純凈水、高溫水選用一體或分體不補(bǔ)償燃?xì)饬髁坑?jì)；
            ㈤、測(cè)量自來水、污水、酸堿液、電解液、空調(diào)循環(huán)水等優(yōu)選電磁流量計(jì)；
            ㈥、測(cè)量柴油、汽油、食用油選用橢圓齒輪流量計(jì)、腰輪流量計(jì)、渦輪流量計(jì)；
            ㈦、測(cè)量導(dǎo)熱油選用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)。

四、還要確定燃?xì)饬髁坑?jì)是否帶以下功能
            1、需給PLC、DCS、積算儀、數(shù)顯表等提供輸入信號(hào)，則須帶4-20mA電流輸出；
            2、需要采集溫度、壓力、流量流量計(jì)的數(shù)據(jù)，則須帶RS485/RS232通訊接口；
            3、是否需要配備壁掛式儀表箱，以便于固定和保護(hù)智能積算儀；
            4、是否需要配備后備電源，以能保證停電時(shí)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)能正常工作100小時(shí)以上；
            5、是否需要遠(yuǎn)程抄表，以實(shí)現(xiàn)對(duì)流量、溫度、壓力等參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
    還要確定燃?xì)饬髁坑?jì)口徑-基于流量的口徑選型方法
           1、燃?xì)饬髁坑?jì)公稱通徑不同，其測(cè)量范圍也不同，每一種通徑其測(cè)量范圍又隨著被測(cè)介質(zhì)的種類和溫度、壓力的變化而變化。
           2、選燃?xì)饬髁坑?jì)口徑時(shí)不應(yīng)該按管道口徑直接選擇同口徑的流量計(jì)，而應(yīng)使實(shí)際瞬時(shí)流量與該口徑的流量范圍相匹配。
           3、燃?xì)饬髁坑?jì)選擇合適的口徑是為了解決目前的計(jì)量，在流量合適的情況下兼顧到后期流量增大的情況；而不是相反，只考慮以后流量可能增大，而不顧現(xiàn)在有可能流量較小。
           4、測(cè)量飽和蒸汽時(shí)，確定工況溫度與壓力二者之一和大致流量范圍，便可通過查表法（表二、三）確定燃?xì)饬髁坑?jì)公稱通徑；
           5、測(cè)量過熱蒸汽時(shí)，確定工況溫度和壓力，通過查表法（表四）確定其密度，通過此密度和大致流量范圍，利用查表法（表二、三）確定燃?xì)饬髁坑?jì)公稱通徑。
           6、測(cè)量氣體和液體時(shí)，首先確定介質(zhì)在工況下大致流量范圍，就可通過查表法（表一）確定燃?xì)饬髁坑?jì)公稱通徑。

五、燃?xì)饬髁坑?jì)技術(shù)指標(biāo)
1．測(cè)量介質(zhì)：液體、氣體、飽和蒸汽、過熱蒸汽。
2．精度等級(jí)：液體±1.0%，氣體（蒸汽） ±1.5%，插入式±2.5%。
3．工作壓力：1.6MPa，2.5MPa，4.0MPa，6.4MPa。
4．介質(zhì)溫度：普通型-40～150℃ 中溫型-40～250℃ 高溫型-40～350℃。
5．輸出信號(hào)：三線電壓脈沖，低電平0～1V，高電平 > 4V，占空比50%； 二線制標(biāo)準(zhǔn)電流4～20mA；三線制標(biāo)準(zhǔn)電流0～10mA。
6．工作環(huán)境：-35℃～+60℃，濕度≤95%RH。
7．工作電源：DC12V；DC24V。
8．殼體材料：碳鋼、不銹鋼。
9．防爆類型：本安型 ExibIICT6。

六、產(chǎn)品選型：
規(guī)格代碼 說明
儀表種類 L 燃?xì)饬髁坑?jì)
工作原理 U 卡門渦街
產(chǎn)品種類 B 普通型
C 固定插入式
G 就地顯示
安裝型式 -2 法蘭卡裝
被測(cè)流體 2 液體
3 氣體
通徑代碼 -01B 通徑15mm
02A 通徑20mm
02 通徑25mm
03 通徑32mm
04 通徑40mm
05 通徑50mm
06 通徑65mm
08 通徑80mm
10 通徑100mm
12 通徑125mm
15 通徑150mm
20 通徑200mm
25 通徑250mm
30 通徑300mm
35 通徑350mm
40 通徑400mm
45 通徑450mm
50 通徑500mm
XX(僅插入式) 通徑XX*10mm
表體材質(zhì) C 碳鋼
F 不銹鋼
轉(zhuǎn)換器型式 -1 組合式
輸出信號(hào) 1 脈沖頻率輸出
2 0-10mA輸出
3 4-12mA輸出
流體溫度 1 普通型-40┈+250oC
3 高溫型+250oC┈+350oC
選型指南：
1 口徑的確定：
傳感器口徑的不同，其測(cè)量范圍也不同，而每一種口徑其測(cè)量范圍又隨著被測(cè)介質(zhì)的種類和工況溫度，壓力的變化而變化。
1.1對(duì)于飽和蒸汽而言，確定工況溫度與壓力二者之一和大致流量范圍，便可通過查表法（表一）確定傳感器的口徑；對(duì)于過熱蒸汽而言，確定工況溫度和壓力，通過查表法（表二）確定其密度，通過此密度和大致流量范圍，利用查表法（表一）確定傳感器口徑。（注：表一中壓力均為*壓力，*壓力=管道壓力+大氣壓力）
1.2對(duì)于氣體和液體而言，當(dāng)介質(zhì)條件不是表格中的條件或用于其他介質(zhì)時(shí)，流量計(jì)的測(cè)量范圍受介質(zhì)密度和粘度的影響。需要首先確定介質(zhì)的大致流量范圍，通過查表法（表三）確定傳感器的口徑。
此時(shí)，流量范圍近以下方法確定：
A. 下限流量：
1. 根據(jù)表一給出的下限流量Qminp基準(zhǔn)介質(zhì)密度p0(氣體介質(zhì)密度為1.293Kg/m3;液體密度為1000Kg/m3)和測(cè)量介質(zhì)的密度p ,按下式計(jì)算不同使用介質(zhì)密度的下限流量Qminp:
Qminp= Qminp×(p0/p)1/2(m3/h)……(2)
2. 根據(jù)使用介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)粘度V按下式計(jì)算粘度下限流量Qminv;
Qminv=6vd×104(m3/h)……(3)
D---管道內(nèi)徑（mm）
B. 上限流量：
一般情況下，介質(zhì)的上限流速為液體9m/s,氣體：80m/s;蒸汽90m/s;
2確定合適的配置：
A.確定使用遠(yuǎn)傳型還是現(xiàn)場(chǎng)顯示型；
B.選用遠(yuǎn)傳型，如果是飽和蒸汽，應(yīng)選擇溫度自動(dòng)補(bǔ)償密度或壓力自動(dòng)補(bǔ)償密度；如果是過熱蒸汽，應(yīng)選擇溫度，壓力同時(shí)補(bǔ)償密度；其他介質(zhì)根據(jù)實(shí)際情況確定是否需要補(bǔ)償；如果要求計(jì)量準(zhǔn)確度不高，溫度或是奪力恒定，可選固定溫度補(bǔ)償，也可固定密度補(bǔ)償。
     C.選擇智能流量積算儀時(shí)，如果只要顯示流量，壓力，溫度等參數(shù)，可選擇數(shù)碼管顯示或液晶顯示的智能流量積算儀，如果需要追溯歷史數(shù)據(jù)，帶有記憶功能，則應(yīng)選用智能流量量積算無紙記錄儀；
     D. 無論選擇哪種智能流量積算儀，都應(yīng)考慮是否需要帶有RS485或RS232通訊接口；
     E.無論選擇哪種智能流量積算儀，都應(yīng)考慮是否需要配置后備電源，以便突然停電時(shí)儀表能夠正常計(jì)量（配置不同，工作時(shí)間不同，一般在24-48小時(shí)以上）
     F.選擇智能流量積算儀時(shí)，應(yīng)考慮是否需要提供儀表箱，將智能積算儀放置其中，以防止設(shè)定參數(shù)隨意調(diào)整；
G.選用遠(yuǎn)傳型，應(yīng)考慮是否需要無線無程流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各管路流量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管理；
H.如果被測(cè)介質(zhì)是易燃易爆物質(zhì)或測(cè)量環(huán)境存在易燃易爆氣體，應(yīng)選用防爆型傳感器及防爆型測(cè)量系統(tǒng)。
3傳感器壓力損失計(jì)算：
   傳感器口徑確定以后，可計(jì)算該傳感器的奪力損失，以便確定該傳感器是否對(duì)工藝管線有影響。
計(jì)算公式為：
                      P≤1.2PV2……(4)
其中：△P –傳感器的壓力損失（Pa）
       P –流體的密度（kg/m3）
       V- 管道內(nèi)流體的平均流速（ m/s）
4液上保證：
  為防止液體汽化和氣蝕，應(yīng)使流量計(jì)處的流體壓力P滿足下式要求：
P＞2.6△P+1.25Ps……(5)
其中：Ps-與溫度對(duì)應(yīng)的該液體的飽和蒸汽壓力（KPa）
      p- 流體壓力（Pa）

七、燃?xì)饬髁坑?jì)選型舉例
例一：工藝管道內(nèi)徑為DN100,介質(zhì)為飽和蒸汽，用汽量大約為0.5t/h-3t/h,表壓為0.4MPa，請(qǐng)選擇儀表口徑。
解：根據(jù)壓力0.4MPA得知*壓力為0.5MPA,由表二中查得溫度為152度DN100的流量范圍是0.4-0.35t/h,完全能夠滿足使用要求，故選擇口徑為DN100的燃?xì)饬髁總鞲衅�，如果用汽量大約為0.3t/h-2t/h,則應(yīng)選擇口徑為DN80的燃?xì)饬髁總鞲衅�，這時(shí)工藝管道應(yīng)由DN100縮徑至DN80.
例二：工藝管道內(nèi)徑為DN100,介質(zhì)為過熱蒸汽，用汽量大約為0.5t/h-2.8t/h,表壓為0.5Mpa,溫度為220度，請(qǐng)選擇儀表口徑。
解：根據(jù)壓力和溫度由表三中查得，表壓為0.5MPA,溫度為220度時(shí)的密度是2.66，查表二得知：密度是2.66時(shí)，DN100的流量范圍是0.40-3.50t/h,完全能夠滿足使用要求，故選擇口徑為DN100的燃?xì)饬髁總鞲衅�。如果用汽量大約為0.3-2.0t/h,則應(yīng)選擇口徑為DN80的燃?xì)饬髁總鞲衅鳌＿@時(shí)工藝管道應(yīng)進(jìn)行縮管處理。

流量計(jì)是在許多工業(yè)過程中廣泛使用的裝置，其可以在許多不同的壓力和溫度條件下使用許多不同的流量，并且可以具有關(guān)于成本，精度，安全性，壓力損失或材料兼容性等的許多不同要求。已開發(fā)出各種不同類型的流量計(jì)，以滿足所有情況下的要求，無論流體性質(zhì)和環(huán)境如何巨大變化[ 1 ]。為更好的精度和自動(dòng)化更容易日益請(qǐng)求已促使新類型的流量計(jì)的基礎(chǔ)的發(fā)展，即主要是通過添加一些電子產(chǎn)品，在科里奧利力或超聲，以及經(jīng)典的，改善。