彎管流量計

一、 彎管流量計的特點

測量精度高、重復性好：系統測量精度高達1.5％，重復性精度則高達0.2%。

無附加阻力損失：彎管傳感器沒有任何插入件或節流件，因此在測量流量過程中不會對被測流體造成附加阻力損失，可節省流體輸送的動力消耗，節約能源。

適應性強：彎管傳感器可在高溫、高壓、粉塵、振動、潮濕及其它惡劣環境中正常使用。

量程范圍寬：流速測量范圍：液體介質為0.2～12米/秒, 蒸汽或氣體介質為5～160米/秒的。

管徑范圍： φ10～φ2600mm。

直管段要求不嚴格：直管段前五（5D）后二（2D）即可充分滿足使用要求。

使用壽命長：彎管傳感器耐溫、耐壓、耐腐蝕、耐磨損、耐振動性能好，并對微量磨損不敏感。傳感器經特殊加工處理后壽命至少與管道壽命相同。

安裝方便、耐磨損、免維護：由于彎管傳感器對磨損不敏感，所以可以直接焊接安裝在管道上，一次焊接完成后再也不存在泄漏等令人頭痛的問題，不需維護。

適用領域 適用于電熱﹑供熱﹑冶金﹑鋼鐵﹑化工﹑機械﹑造紙﹑制藥﹑食品﹑輕紡﹑環保等行業各種流體流量測量。

二、原理
　　流體流經彎管時，由于彎曲管壁的導流作用，其內側流速會逐漸增大，外側流速會逐漸減小，形成了各個過流斷面的梯形速度分布規律，且在彎管45°截面處達到zui大。流速的變化，就形成了彎管的內外側壓差△P。流體平均速度 與壓差△P符合平方比例關系，流量愈大，差壓愈大。

　　當彎管傳感器的幾何結構尺寸確定之后，只要測取彎管45°截面的內、外側壓差△P和流體的密度ρ就可以確定流體的平均流速 。然后計算工況流量和標況流量。

　　數學表達式：
 

　　式中： ：流體流速（m/s）；α（R·D）：流量系數（無量綱）； △P：45°截面外側、內測壓差（pa）； D：彎管內徑（m）； R：彎管曲率半徑（m）；ρ：流體密度（kg/m3）
三、系統構成及應用
3.1、系統組成
　　基本由經下幾個部分組成，根據介質的不同再具體選擇。傳感器由數控機床精密加工而成，是核心部件。
彎管傳感器：是機加工而成幾何精度很高的90°彎頭。它是的核心部件。彎管傳感器的內徑D、曲率半徑R、弧長L決定了彎管傳感器的幾何結構尺寸。采用數控機床加工的彎管傳感器。彎管傳感器的安裝方式可以分為：水平轉水平、水平轉垂直向下或垂直向上轉水平、垂直向下轉水平或水平轉垂直向上、垂直直管、水平直管和自由狀態等6種空間狀態（水平和垂直直管采用V型傳感器），正確的安裝均可以保證精度。
　　二次儀表：于計量，除具有完善的溫度和壓力的測量和密度在線補償功能外，還具有彎管傳感器的熱態管徑和不同安裝空間狀態差壓修正，流量系數根據管徑變化的在線計算等功能。

　　1.　彎管傳感器（與管路焊接或法蘭連接）：輸出差壓信號。
　　2.　差壓變送器：將彎管傳感器輸出的差壓信號轉換為4-20mA電流信號。
　　3.　流量轉換器：通過接收差壓變送器、溫度、壓力變送器信號。計算并顯示流量、溫度、壓力、熱　　　　量等參數。
　　4.　三閥組：差壓變送器和引壓管之間的連接體。
　　5.　根閥：液體、氣體選用三通閥，蒸汽選用二通閥（高溫針閥或球閥）。
　　6.　盤式冷凝器：高溫介質（蒸汽）測量時用于介質的降溫。
　　7.　排污閥：二通閥。
　　8.　引壓管：差壓變送器與根閥連接用。
　　9.　壓力變送器：被測介質（蒸汽、氣體）壓力變化較大時選用。
　　10. 溫度變送器：被測介質（蒸汽、氣體）溫度變化較大時選用，測量飽和蒸汽時可以選擇壓力變送　　　　器或溫度變送器其中一種，對流量補償即可。用于供熱量計量時，選用2只溫度變送器。
2、流量轉換器

　　Fe-2000積算儀是專門用于配套的一種智能顯示儀表，它按照國家機械行業標準《流量顯示儀表》（JB/T2274—91）的計算方法，采用MSP430和12846圖形點陣液晶顯示器等成熟器件，接受的差壓信號和溫度壓力傳感器的密度補償信號，通過簡便易懂的中文菜單式設定，能直接準確地計量出蒸汽、熱水及各種介質的瞬時流量和累積流量，并可將流量信號用通信、電流方式輸出。此外，本顯示儀還具備了日報、月報、年報查詢功能和斷電記錄查詢功能，可查詢zui近兩年的單日累積量和zui近五年的單月累積量。
3、彎管傳感器
　　1. 結構簡單、傳感器管內無插入件和節流件，無附加壓力損失。
　　2. 可在高溫、高壓、粉塵、振動、潮濕的惡劣環境下工作。
　　3. 安裝方便，長時間運行免維護，可采用直接焊接的安裝方法。
　　4. 對直管段的要求低、只要滿足前5D后2D，就可達到測量精度的要求。
傳感器類型
　　L型傳感器
　　L型傳感器安裝在現場管道的90°自然轉彎處。管徑范圍：DN15～2000mm，
　彎徑比R/D：1.0～5.0。

S型傳感器
　　S型傳感器可安裝在任意空間的直管道上。

S型傳感器幾何形狀示意圖

S型傳感器長度表

3．2應用
1．蒸汽計量
　　 用于蒸汽流量的測量，使蒸汽流量測量裝置容易泄漏的難題得到根本性的解決，無阻力損失的優點，可獲得更好的經濟效益，耐磨損、長周期運行不需要進行維護和修理，使運行維修費用降到zui低點。
2．液體流量計量
　　 處于地下或者半地下的輸水管道，對于流量計的要求更多的是耐用性，水系統管網縱橫交錯，希望水系統流量傳感器一次安裝之后能達到長周期、免維護、高精度可靠運行。彎管流量傳感器具備的堅固耐用抗磨損、可長周期保持足夠高的測量精度的特點，在這里可以發揮zui大的作用。在水系統中，特別提一下的是化學水處理含酸水的流量測量，化學水處理過程中，由于水呈現酸性，其管道都是襯膠的，對于這種特殊的被測介質，只要選擇耐酸不銹鋼彎管傳感器就可以方便地解決流量測量問題。至于諸如鍋爐上水，雖然壓力、和溫度相對比較高，用進行流量測量是*沒有問題的。這一點再現場已得到充分驗證。對于特殊的被測介質（酸、堿性介質），只要選擇耐酸（堿）不銹鋼彎管傳感器就可以方便地解決流量測量問題。
3．一般氣體的測量
　　 一般氣體的測量包括壓縮空氣、氧氣、氮氣、高爐煤氣、焦爐煤氣、窯氣等。在測量如壓縮空氣類似介質中有些用戶為了節能降耗，一般鼓風機電動機都改為變頻調速，用來代替傳統的調節閥控制風量的耗能手段，其節能效果當然是明顯的。如果替代孔板流量計進行流量測量，則可進一步降低管道壓力損失，達到更佳的節能降耗目的。

四、技數參數
技術參數：工作環境溫度和濕度: 溫度:0～65℃；濕度: ≤85RH。

五、選型編碼
在選型之前，要確定以下內容，并填寫下面的表格。
　　1.被測介質名稱，介質的成分或密度。
　　2.zui大流量、zui小流量、常用流量、溫度、壓力。
　　3.工藝管道內徑、壁厚、材質、傳感器安裝部位。
　　注：根據客戶的具體要求，我公司可以承接現場彎管傳感器改造工程，對于大管徑，可大幅度降低用　　戶采購成本。

轉換器選型編碼
 

傳感器選型編碼

 

六、安裝形式及應注意的問題

　6．1安裝形式

6．2 注意的幾個問題
1、確保前5D后2D的直管段
　　為了保證測量精度，對于任何一種流量計，當流體流入傳感器前需要一個穩定均勻的流場，通過一定長度的直管段的整流作用可以獲取該流場，例如孔板流量計一般需要*D后5D的直管段（在阻力件較復雜的情況下需要更長的長度）。對于，前直管段長度應大于5D，后直管段長度應大于2D長度。這一結論在大量的試驗和現場應用中得到了進一步的驗證。
在本體90°彎管傳感器前后不加裝任何直管段派生而出的其他類型傳感器，是有待進一步理論分析和大量實流驗證的，用戶要謹慎選用。
2、原有管道彎頭打孔取壓不可以取代彎管傳感器
　　在原理介紹中，已經提到了彎管傳感器幾何尺寸決定了流量系數α（R·D），只有確定了流量系數α，才能夠從彎管傳感器外、內側的壓力差推導出流體的流量，也就是說彎管傳感器的加工精度是精度的根本保證。
3、在含水量較高的氣體測量中，避免水進入導壓系統，造成系統無法測量?！　?br />4、在含氣量較高的液體測量中，避免氣體進入導壓系統，造成系統無法測量。

5、差壓變送器的安裝原則是即要便于液體測量的排氣，又要防止氣體測量中水進入差壓變送器膜合腔中　
6、在臟污介質的流量測量中，盡可能選用較大的取壓孔及較大孔的取壓體，延長堵塞時間。同時建議選用三通根閥，解決在線處理堵塞問題?！　?br />7、蒸汽測量中，選用盤式冷凝器，解決良好的液位平衡問題。