天然（rán）氣旋進旋渦流量計原理

天然氣旋進旋渦流量計結構與工（gōng）作原理

1.1 流量（liàng）計結構

天然氣旋（xuán）進（jìn）旋渦流量計（jì）結構緊湊，主要由殼體、旋渦發生體、傳感器（qì）（溫（wēn）度、壓力、流量（liàng））、整流器和（hé）積算儀構成（chéng）。

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

⒉殼體：本身帶有（yǒu）法蘭，並有一定（dìng）形狀（zhuàng）的（de）流體通道，根據不同的工作壓力，殼體材料可采用鑄鋁合金或不鏽鋼。

⒊智能流量計積算儀：由溫度、壓力檢測模擬通道、流量檢測數字通道以及微處理單元、液晶驅動電（diàn）路和其它輔助電路組成，並配有外輸信號（hào）接口。

4.溫（wēn）度（dù）傳感器：以 Pt100/pt1000 鉑電阻為（wéi）溫度敏感元件，在一定溫度（dù）範圍內，其（qí）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為敏感元件，其橋臂電阻在外界壓（yā）力作（zuò）用下會發生預期變化，因此在一定激勵電流作用（yòng）下，其兩個輸出端的（de）電位差與外界壓力成正比（bǐ）。

6.流量傳感器（qì）：安裝在（zài）靠近殼體擴張段的喉部，可檢測出旋（xuán）渦進動的頻率信號。

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

 

1.2 工作原理

流量傳感器的流通剖麵類似文丘利管的型式（如圖 2）。在入口（kǒu）側安放一組螺旋型導流葉片，當流體（tǐ）進入流量（liàng）傳感器時，導流葉片（piàn）迫使（shǐ）流體產生劇烈的旋渦流。當（dāng）流（liú）體進入擴散段時，旋渦流受到回流的作用，開始作二次旋轉，形成陀螺（luó）式（shì）的渦流進動現象。該進動頻（pín）率與流量大小成正比，不受（shòu）流（liú）體物理性質和密度的影響，檢測元件測得流體二次旋（xuán）轉進動頻率就能在較寬的流量範圍內獲得良好的線性（xìng）度。信號經前置放大器放（fàng）大、濾波（bō）、整形轉換（huàn）為與（yǔ）流（liú）速（sù）成正比的脈（mò）衝信號，然後再與溫度、壓力（lì）等（děng）檢測信號一起被送（sòng）往微處理器進行積算處理，*後在液晶顯（xiǎn）示屏上顯示出測量結（jié）果(瞬時流（liú）量、累積流量及溫度、壓力數據)。積（jī）算儀原（yuán）理框（kuàng）圖如圖 3 所示。

2.3 流量積算儀工作原理

流量積算儀由溫度和壓力檢測模擬通道、流量傳感器通道以及微（wēi）處理器單元組成（chéng），並配有（yǒu）外（wài）輸（shū）出（chū）信號接口，輸（shū）出各種信號。流量計（jì）中（zhōng）的微處理器（qì）按照氣態方程進行溫壓補償，並動進行壓縮因子修正，氣態方程如下：

QN——標況下的體積流量(Nm3/h)；

QV——工況下的體積（jī）流量(m3/h)；

Pa——當地大氣壓力（KPa）；

P ——流量（liàng）計取（qǔ）壓孔測量的表壓（KPa）；

PN——標準狀態下的大氣壓力（101.325 KPa）；

TN——標準狀態下的絕對溫度（293.15K）；

T ——被測流體的（de）絕（jué）對溫（wēn）度（K）；

ZN——氣體在標（biāo）況下的壓縮係（xì）數；

Z ——氣體在工（gōng）況下的壓縮係數；

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