一、儀表簡介： 
氮氣流量計是根據(jù)卡門（Karman）渦街原理研究生產(chǎn)的，主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量，如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。其特點是壓力損失小，量程范圍大，精度高，在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無可動機械零件，因此可靠性高，維護量小。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。采用壓電應(yīng)力式傳感器,可靠性高，可在-20℃～+250℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。有模擬標準信號,也有數(shù)字脈沖信號輸出，容易與計算機等數(shù)字系統(tǒng)配套使用，是一種比較先進、理想的測量儀器。

二、工作原理：

氮氣流量計工作原理是由設(shè)計在流場中的旋渦發(fā)生體、檢測探頭及相應(yīng)的電子線路等組成。當流體流經(jīng)旋渦發(fā)生體時，它的兩側(cè)就形成了交替變化的兩排旋渦，這種旋渦被稱為卡門渦街。在卡門渦街理論的基礎(chǔ)上又提出了卡門渦街的頻率與流體的流速成正比，并給出了頻率與流速的關(guān)系式：f = St × V/d 式中: 
f 渦街發(fā)生頻率 （Hz）
V 旋渦發(fā)生體兩側(cè)的平均流速（m/s ）
St 斯特羅哈爾系數(shù)（常數(shù)）
這些交替變化的旋渦就形成了一系列交替變化的負壓力，該壓力作用在檢測探頭上，便產(chǎn)生一系列交變電信號，經(jīng)過前置放大器轉(zhuǎn)換、整形、放大處理后，輸出與旋渦同步成正比的脈沖頻率信號（或標準信號）。
三、流量計使用選擇及應(yīng)用：

1、為了使用方便，電池供電型采用微功耗技術(shù)，采用鋰電池供電可不間斷運行一年以上，節(jié)省了電纜和顯示儀表的采購安裝費用，可就地顯示瞬時流量、累積流量等。

2、溫度補償一體型渦街流量計還帶有溫度傳感器，可以直接測量出飽和蒸汽的溫度并計算出壓力，從而顯示飽和蒸汽的質(zhì)量流量。

3、溫壓補償一體型帶有溫度、壓力傳感器，用于氣體流量測量可直接測量出氣體介質(zhì)的溫度和壓力，從而顯示氣體的標況體積流量。

4、廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、機械、造紙，以及城市管道供熱、供水、煤氣等行業(yè)的各種低黏度液體、氣體、蒸汽等單相流體的工藝計量和節(jié)能管理。

四、*優(yōu)勢：

1、可在很寬的流量范圍內(nèi)測量氣體、液體和蒸汽的流量而不受流體物理性質(zhì)的影響；
2、不受溫度、壓力的影響，同時不易堵，不易卡，不易結(jié)垢，耐高溫，高壓；
3、安全防爆，適用于惡劣環(huán)境；
4、無可動部件、無孔洞縫隙設(shè)計，產(chǎn)品無磨損、耐臟污，無須機械維修，使用壽命長；
5、采用微功耗技術(shù),電池供電的現(xiàn)場顯示型流量計,可不斷電運行兩年以上；
6、溫壓補償一體化設(shè)計；
7、電流輸出均為電隔離型,具有良好的共模干擾抑制能力；
8、同時顯示流量值與累計流量值,不必輪流切換；
9、采用抗振動探頭，有效消除外界振動影響； 
10、采用分體式信號轉(zhuǎn)換器，電纜zui長100米；
11、量程比寬達20：1；
12、儀表整體結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，動態(tài)測量范圍寬，壓力損失小；
13、表體采用不銹鋼材質(zhì)，可適用于腐蝕性介質(zhì)的測量；
14、現(xiàn)場液晶顯示，脈沖、4～20mA輸出或485通迅，可與工業(yè)自動化系統(tǒng)連接。 
五、性能指標：  
1、公稱通徑（mm）：15，25，40，50，65，80，100，125，150，200，250，300，（200～2000插入式）  非標產(chǎn)品可根據(jù)用戶要求特殊定做。
2、公稱壓力（MPa）：DN15-DN200  4.0（>4.0協(xié)議供貨），DN250-DN300  1.6（>1.6協(xié)議供貨） 。
3、介質(zhì)溫度（℃）：壓電式：-40～260，-40～320；電容式：  -40～300,  -40～400，-40～450（協(xié)議訂貨）。
4、本體材料：儀表外殼采用鋁合金,1Cr18Ni9Ti，（其它材料協(xié)議供貨）。
5、允許振動加速度：壓電式:0.2g；電容式:1.0～2.0g。
6、度：±1%R，±1.5%R，±1FS；插入式：±2.5%R，±2.5%FS。
7、范圍度：1：6～1：30。
8、供電電壓：傳感器：+12V  DC，+24V  DC；變送器：+12V  DC  ，+24V  DC；電池供電型：3.6V電池。
9、輸出信號：方波脈沖（不包括電池供電型）：高電平≥5V，低電平≤1V；電流：4～20mA。
10、壓力損失系數(shù)：符合JB/T9249標準　Cd≤2.4。
11、防護等級：普通型IP65 ；潛水型  IP68。
12、環(huán)境條件：溫度-20℃～55℃，相對濕度5%～90%，大氣壓力86～106kPa。
13、適用介質(zhì)：氣體、液體、蒸汽 。
14、傳輸距離：三線制  脈沖輸出型：≤300m，兩線制標準電流輸出型  （4～20mA）：負載電阻≤750Ω。
15、信號線接口：內(nèi)螺紋M20×1.5。
16、現(xiàn)場液晶雙行顯示（溫度補償型）方式：可循環(huán)顯示溫度、壓力、瞬時流量、累積流量等參數(shù)。

六、對管道要求：

1、對直管段的要求： 
為了確保儀表正常、準確運行，傳感器安裝點的上下游必須有一定的直管道，以調(diào)整流場，如圖所示。 

圖1：同心縮管； 
圖2：同心擴管； 
圖3：一個90度彎頭； 
圖4：同一平面兩個90度彎頭； 
圖5：不同平面兩個90度彎頭； 
圖6 ：調(diào)節(jié)閥應(yīng)安裝在傳感器下游5D以 遠處，若必須安裝在傳感器上游， 則傳感器上游應(yīng)有不小于50D的 等徑直管段，下游應(yīng)有不小于5D 的等徑直管段。 
2、對管道的要求： 
a、上、下游配管內(nèi)徑D和與傳感器內(nèi)徑DN相同，其差異滿足下述條件：0.95DN≤D≤1.1DN。 
b、配管應(yīng)與傳感器同心，同軸度應(yīng)小于0.05DN。 
c、密封墊不能凸入管道內(nèi)，其內(nèi)徑可比傳感器內(nèi)徑略大。 
d、如需斷流檢查與清洗傳感器，應(yīng)設(shè)置旁通管道，如下圖所示。 
3、對管道振動的要求： 
傳感器盡量避免安裝在振動較強的管道上，若不得已要安裝時，必須采取減震措施，在傳感器的上下游2D處分別設(shè)置管道緊固裝置，并加防振墊。 
特別注意：在空壓機出口處振動較強，不能安裝傳感器，應(yīng)安裝在儲氣罐之后。

4、對氣流條件的要求：
a、被測氣體應(yīng)為單相的、連續(xù)地流經(jīng)管道的圓管流。
b、氣體流經(jīng)流量計之前，其流速必須與管道軸線平行，不得有旋渦流。
c、氣流應(yīng)是亞音速、非脈動的，其流量隨時間變化比較緩慢。
5、對流量計的安裝要求：
流量計對工藝安裝及使用環(huán)境沒有太多的特殊要求，但任何一類流量測量儀表都有這樣一種共性，即盡可能避免振動及高溫環(huán)境隨離流態(tài)干擾元件(如壓縮機、分離器、調(diào)壓閥、大小頭及匯管、彎頭等)、保持儀表前后直管段內(nèi)壁光滑平直、保證被測介質(zhì)為潔凈的單相流體等。

七、安裝條件：
1、傳感器可安裝在室內(nèi)，也可安裝在室外。環(huán)境條件要符合要求。
2、傳感器應(yīng)安裝在水平、垂直或傾斜（流體的流向自下而上）的與其公稱通徑相應(yīng)的管道上。
3、傳感器應(yīng)避免安裝在有機械振動的管道上。當振動不可避免時，應(yīng)考慮在距傳感器前后約2DN處的直管段上加固定支撐架。
4、傳感器感應(yīng)避免安裝在有較強電磁場干擾、有熱輻射、有腐蝕性氣體、空間小和維修不方便的場所。

5、被測介質(zhì)含有較多雜質(zhì)時，應(yīng)在傳感器上游直管段要求的長度以外加裝過濾器。
6、傳感器的上、下游應(yīng)配置一定長度的直管段，直管段的內(nèi)壁應(yīng)清潔、光滑，無明顯凸凹、積垢和起皮等現(xiàn)象。其長度應(yīng)符合圖二的要求。安裝液體傳感器的附近管道內(nèi)，應(yīng)充滿被測液體。
7、直管段內(nèi)徑盡可能與傳感器通徑一致，若不能一致，應(yīng)采用比傳感器通徑略大的管徑，誤差要≤3%并不超過5mm。
八、注意事項：
1、法蘭與直管段焊接時不能帶著傳感器焊接。
2、安裝時應(yīng)使傳感器的流向標志與管道內(nèi)流體流向一致。
3、傳感器安裝前，法蘭凹槽內(nèi)必須放好密封圈。壓力和溫度測量點的位置，取壓點在傳感器下游3～5DN處，測溫點在下游5～8DN處。
4、測量高溫介質(zhì)時，切勿用隔熱材料把傳感器連接桿周圍包起來。

5、連接傳器的屏蔽電纜走向，應(yīng)盡可能遠離強電磁場的干擾場合。不允許與高壓電纜一起敷設(shè)，屏蔽電纜要盡量縮短，并且不得盤卷，以減少分布電感，zui大長度不應(yīng)超過200米。
6、安裝傳感器前，管道必須進行清洗。沖掉管內(nèi)的雜質(zhì)，避免通流后堵塞傳感器。測量液體的管道必須充滿被測液體，防止氣泡的干擾。
7、測量氣體的管道為防止儲積液的干擾。高溫高壓下更換探頭體時，必須安全操作，做好高溫防護。降溫降壓后在安全條件下方可更換探頭。
九、安裝的規(guī)范管理：
流量計規(guī)范安裝，給使用部門在后續(xù)管理提供有力的技術(shù)保障，對施工單位提出以下幾點具體要求，通過多年的驗證效果很好。
1、帶4～20mA輸出，脈沖輸出。
2、GPRS遠傳設(shè)備需帶脈沖輸入，4～20mA輸入。
3、具有電源防雷和信號防雷（4～20mA）。
4、儀表柜要求為：柜內(nèi)帶UPS電源、配空開及插座、將GPRS通訊裝置、智能渦街流量計轉(zhuǎn)換器等集中安裝并帶鎖。
5、儀表柜的平穩(wěn)需水泥墩底座、儀表柜防護等級適用戶外、柜頂具有隔熱層防止陽光直射、柜具有防潑水功能。
6、表井內(nèi)需有一側(cè)留有足夠的直管段，便于智能渦街流量計檢測、比對和后續(xù)管理。
7、設(shè)計渦街流量計時前端須留有至少10倍公稱通經(jīng)（10DN）的直管段，后端須留有大于5DN的直管段，確保計量準確。
8、應(yīng)嚴格按說明書安裝，安裝完畢后需測量接地，接地電阻值應(yīng)在10Ω以下。等電位連接線使用多股銅束導(dǎo)線，線纜需大于等于16mm2；儀表接地線使用多股銅束導(dǎo)線，線纜要求大于等于6mm2。接地標準詳見GB50343-2009《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》。
十、選型要點：
正確選型才能保證渦街流量計更好的使用。選用什么種類的渦街流量計應(yīng)根據(jù)被測流體介質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)來決定。使渦街流量計的通徑、流量范圍、襯里材料、電極材料和輸出電流等。都能適應(yīng)被測流體的性質(zhì)和流量測量的要求。
1、精密功能檢查
精度等級和功能根據(jù)測量要求和使用場合選擇儀表精 度等級，做到經(jīng)濟合算。比如用于貿(mào)易結(jié)算、產(chǎn)品交接和能源計量的場合，應(yīng)該選擇精度等級高些，如1.0級、0.5級，或者更高等級; 用于過程控制的場合，根據(jù)控制要求選擇不 同精度等級;有些僅僅是檢測一下過程流量，無需做控制和計量的場合，可以選擇精度等級稍低的，如1.5級、2.5級，甚至 4.0級，這時可以選用價格低廉的插入式渦街流量計。
2、可測量的介質(zhì)
測量介質(zhì)流速、儀表量程與口徑 測量一般的介質(zhì)時，渦街流量計的滿度 流量可以在測量介質(zhì)流速0.5—12m/s范圍內(nèi) 選用，范圍比較寬。選擇儀表規(guī)格(口徑)不一 定與工藝管道相同，應(yīng)視測量流量范圍是否 在流速范圍內(nèi)確定，即當管道流速偏低，不能滿足流量儀表要求時或者在此流速下測量準 確度不能保證時，需要縮小儀表口徑，從而提 高管內(nèi)流速，得到滿意測量結(jié)果。
3、渦街流量變送器的選擇
在飽和蒸汽測量中采用VA型壓電式渦街流量變送器，由于渦街流量計量程范圍寬，因此，在實際應(yīng)用中，一般主要考慮測量飽和蒸汽的流量不得低于渦街流量計的下限，也就是說必須滿足流體流速不得低于5m/s。根據(jù)用汽量的大小選用不同口徑的渦街流量變送器，而不能以現(xiàn)有的工藝管道口徑來選擇變送器口徑。
4、壓力補償壓力變送器的選擇
由于飽和蒸汽管路長，壓力波動較大，必須采用壓力補償，考慮到壓力、溫度及密度的對應(yīng)關(guān)系，測量中只采用壓力補償即可，由于管道飽和蒸汽壓力在0.3-0.7MPa范圍，壓力變送器的量程選擇1MPa即可。
5、顯示儀表選擇
顯示儀表智能流量顯示儀，具有穩(wěn)壓補償、瞬時流量顯示和累積流量積算功能。
十一、現(xiàn)場需求：
1、低維護量-市場上大多數(shù)的渦街流量計是采用取壓孔或插入式檢測元件感應(yīng)漩渦，一旦介質(zhì)中雜質(zhì)嵌入取壓孔或感應(yīng)元件與表體間的縫隙，則造成信號變?nèi)趸虿环€(wěn)定。良好的設(shè)計應(yīng)該是沒有容易堵塞的部分，從而降低維護量。
2、感應(yīng)元件在線更換-某些廠家的感應(yīng)元件與渦街發(fā)生體合二為一，看似簡單的設(shè)計卻給實際使用帶來不便。因為一旦感應(yīng)部分失效，則需要將管道內(nèi)介質(zhì)排空泄壓后更換部件，影響生產(chǎn)。完善的設(shè)計應(yīng)該是將二者分開，這樣就可以單獨更換感應(yīng)部分，而無需將介質(zhì)排空。
3、渦街流量計容易受到振動的干擾，設(shè)計精良的渦街流量計可以通過硬件和數(shù)字信號處理將干擾排除，從而得到穩(wěn)定的信號。
4、渦街流量計安裝的一個麻煩事前后需要很長的直管段，有些廠家可以提供在流量計內(nèi)部縮徑的設(shè)計，大大降低了用戶專門維渦街流量計配備直管段的需求。

十二、調(diào)試使用期間需要注意的問題：
1、流量計現(xiàn)場安裝、維護必須遵守“有防爆性氣體時勿開蓋”的警告語，并在開蓋前關(guān)掉外電源。
2、渦街流量計在室外使用時，建議加配防護罩。
3、不得隨意松開流量計固定部分。壓力傳感器的保護。用戶在使用流量計時，應(yīng)注意流量計的壓力過載值為壓力傳感器額定工作壓力的1.5倍（即介質(zhì)zui高壓力的1.5倍）。選型應(yīng)在規(guī)定的流量范圍內(nèi)，防止超速運行，以獲得理想的準確度和保證正常使用壽命。（由于試壓、吹掃管道或排氣造成超速運轉(zhuǎn)，以及渦輪在反向流中運轉(zhuǎn)都可能導(dǎo)致流量計損壞）
4、投入運行時應(yīng)緩慢開啟閥門，防止瞬間氣流沖擊而損壞渦輪。加潤滑油應(yīng)按告示牌操作，加油的次數(shù)依氣質(zhì)潔凈程度而定，通常每年2~3次。
5、運行時不允許打開后蓋或更動內(nèi)部有關(guān)參數(shù)，否則將影響流量計的正常運行。

十三、安裝使用中應(yīng)注意的事項：
渦街無機械可動部件，體積小，耐腐蝕，性能穩(wěn)定，可直接顯示介質(zhì)的工作壓力、溫度、流量以及標準狀態(tài)下的氣量，量程范圍寬，計量誤差小等優(yōu)點，現(xiàn)已廣泛用于油氣井的生產(chǎn)計量和天然氣的銷售計量中。在多年來的現(xiàn)場應(yīng)用中，我們認為該流量計于較為干凈的干氣計量，漸成為中小用氣計量的計量儀表。要保證流量計計量準確，減少計量誤差，請注意：

1、選型合理
勿使實際zui小流量QVmin低于所選通徑流量計流量范圍下限。
2、安裝正確
流量計上游的應(yīng)有至少10D長度的計量直管段。直管段內(nèi)壁應(yīng)光滑、更不能有臺階，磨平連接法蘭的焊縫，法蘭墊片不能突入管道內(nèi)。更不能把流量計的安裝方向裝反了。試驗證明：一切不合理的安裝，都將導(dǎo)致流量計計量值偏低。
3、遠離震蕩源，或在流量計上、下游安裝支墩，以避免管線震動的影響。避免強磁場對流量計芯片的干擾。
4、氣質(zhì)相對干凈
尤其不能出現(xiàn)液氣兩相流;氣質(zhì)較臟時，應(yīng)即時清洗流量計。
5、減少氣流脈動的影響
可在流量計前安裝緩沖罐，或者加長流量計上游的計量直管段長度。
6、及時對流量計進行計量檢定，確保量值準確可靠。