一、儀表簡介： 
氮氣流量計是根據卡門（Karman）渦街原理研究生產的，主要用于工業管道介質流體的流量測量，如氣體、液體、蒸氣等多種介質。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、粘度等參數的影響。無可動機械零件，因此可靠性高，維護量小。儀表參數能長期穩定。采用壓電應力式傳感器,可靠性高，可在-20℃～+250℃的工作溫度范圍內工作。有模擬標準信號,也有數字脈沖信號輸出，容易與計算機等數字系統配套使用，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計在流場中的旋渦發生體、檢測探頭及相應的電子線路等組成。當流體流經旋渦發生體時，它的兩側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系式：f = St × V/d 式中: 
f 渦街發生頻率 （Hz）
V 旋渦發生體兩側的平均流速（m/s ）
St 斯特羅哈爾系數（常數）
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，便產生一系列交變電信號，經過前置放大器轉換、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用：

1、為了使用方便，電池供電型采用微功耗技術，采用鋰電池供電可不間斷運行一年以上，節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的溫度和壓力，從而顯示氣體的標況體積流量。

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

四、*優勢：

1、可在很寬的流量范圍內測量氣體、液體和蒸汽的流量而不受流體物理性質的影響；
2、不受溫度、壓力的影響，同時不易堵，不易卡，不易結垢，耐高溫，高壓；
3、安全防爆，適用于惡劣環境；
4、無可動部件、無孔洞縫隙設計，產品無磨損、耐臟污，無須機械維修，使用壽命長；
5、采用微功耗技術,電池供電的現場顯示型流量計,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、采用分體式信號轉換器，電纜zui長100米；
11、量程比寬達20：1；
12、儀表整體結構設計合理，動態測量范圍寬，壓力損失??；
13、表體采用不銹鋼材質，可適用于腐蝕性介質的測量；
14、現場液晶顯示，脈沖、4～20mA輸出或485通迅，可與工業自動化系統連接。 
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）  非標產品可根據用戶要求特殊定做。
2、公稱壓力（MPa）：DN15-DN200  4.0（>4.0協議供貨），DN250-DN300  1.6（>1.6協議供貨） 。
3、介質溫度（℃）：壓電式：-40～260，-40～320；電容式：  -40～300,  -40～400，-40～450（協議訂貨）。
4、本體材料：儀表外殼采用鋁合金,1Cr18Ni9Ti，（其它材料協議供貨）。
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：符合JB/T9249標準　Cd≤2.4。
11、防護等級：普通型IP65 ；潛水型  IP68。
12、環境條件：溫度-20℃～55℃，相對濕度5%～90%，大氣壓力86～106kPa。
13、適用介質：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：內螺紋M20×1.5。
16、現場液晶雙行顯示（溫度補償型）方式：可循環顯示溫度、壓力、瞬時流量、累積流量等參數。

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 ：調節閥應安裝在傳感器下游5D以 遠處，若必須安裝在傳感器上游， 則傳感器上游應有不小于50D的 等徑直管段，下游應有不小于5D 的等徑直管段。 
2、對管道的要求： 
a、上、下游配管內徑D和與傳感器內徑DN相同，其差異滿足下述條件：0.95DN≤D≤1.1DN。 
b、配管應與傳感器同心，同軸度應小于0.05DN。 
c、密封墊不能凸入管道內，其內徑可比傳感器內徑略大。 
d、如需斷流檢查與清洗傳感器，應設置旁通管道，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，應安裝在儲氣罐之后。

4、對氣流條件的要求：
a、被測氣體應為單相的、連續地流經管道的圓管流。
b、氣體流經流量計之前，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境隨離流態干擾元件(如壓縮機、分離器、調壓閥、大小頭及匯管、彎頭等)、保持儀表前后直管段內壁光滑平直、保證被測介質為潔凈的單相流體等。

七、安裝條件：
1、傳感器可安裝在室內，也可安裝在室外。環境條件要符合要求。
2、傳感器應安裝在水平、垂直或傾斜（流體的流向自下而上）的與其公稱通徑相應的管道上。
3、傳感器應避免安裝在有機械振動的管道上。當振動不可避免時，應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、被測介質含有較多雜質時，應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、下游應配置一定長度的直管段，直管段的內壁應清潔、光滑，無明顯凸凹、積垢和起皮等現象。其長度應符合圖二的要求。安裝液體傳感器的附近管道內，應充滿被測液體。
7、直管段內徑盡可能與傳感器通徑一致，若不能一致，應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、安裝時應使傳感器的流向標志與管道內流體流向一致。
3、傳感器安裝前，法蘭凹槽內必須放好密封圈。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，屏蔽電纜要盡量縮短，并且不得盤卷，以減少分布電感，zui大長度不應超過200米。
6、安裝傳感器前，管道必須進行清洗。沖掉管內的雜質，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、安裝的規范管理：
流量計規范安裝，給使用部門在后續管理提供有力的技術保障，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：柜內帶UPS電源、配空開及插座、將GPRS通訊裝置、智能渦街流量計轉換器等集中安裝并帶鎖。
5、儀表柜的平穩需水泥墩底座、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、表井內需有一側留有足夠的直管段，便于智能渦街流量計檢測、比對和后續管理。
7、設計渦街流量計時前端須留有至少10倍公稱通經（10DN）的直管段，后端須留有大于5DN的直管段，確保計量準確。
8、應嚴格按說明書安裝，安裝完畢后需測量接地，接地電阻值應在10Ω以下。等電位連接線使用多股銅束導線，線纜需大于等于16mm2；儀表接地線使用多股銅束導線，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防雷技術規范》。
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根據被測流體介質的物理性質和化學性質來決定。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。都能適應被測流體的性質和流量測量的要求。
1、精密功能檢查
精度等級和功能根據測量要求和使用場合選擇儀表精 度等級，做到經濟合算。比如用于貿易結算、產品交接和能源計量的場合，應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
測量介質流速、儀表量程與口徑 測量一般的介質時，渦街流量計的滿度 流量可以在測量介質流速0.5—12m/s范圍內 選用，范圍比較寬。選擇儀表規格(口徑)不一 定與工藝管道相同，應視測量流量范圍是否 在流速范圍內確定，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 高管內流速，得到滿意測量結果。
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、溫度及密度的對應關系，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，具有穩壓補償、瞬時流量顯示和累積流量積算功能。
十一、現場需求：
1、低維護量-市場上大多數的渦街流量計是采用取壓孔或插入式檢測元件感應漩渦，一旦介質中雜質嵌入取壓孔或感應元件與表體間的縫隙，則造成信號變弱或不穩定。良好的設計應該是沒有容易堵塞的部分，從而降低維護量。
2、感應元件在線更換-某些廠家的感應元件與渦街發生體合二為一，看似簡單的設計卻給實際使用帶來不便。因為一旦感應部分失效，則需要將管道內介質排空泄壓后更換部件，影響生產。完善的設計應該是將二者分開，這樣就可以單獨更換感應部分，而無需將介質排空。
3、渦街流量計容易受到振動的干擾，設計精良的渦街流量計可以通過硬件和數字信號處理將干擾排除，從而得到穩定的信號。
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部縮徑的設計，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、調試使用期間需要注意的問題：
1、流量計現場安裝、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zui高壓力的1.5倍）。選型應在規定的流量范圍內，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，以及渦輪在反向流中運轉都可能導致流量計損壞）
4、投入運行時應緩慢開啟閥門，防止瞬間氣流沖擊而損壞渦輪。加潤滑油應按告示牌操作，加油的次數依氣質潔凈程度而定，通常每年2~3次。
5、運行時不允許打開后蓋或更動內部有關參數，否則將影響流量計的正常運行。

十三、安裝使用中應注意的事項：
渦街無機械可動部件，體積小，耐腐蝕，性能穩定，可直接顯示介質的工作壓力、溫度、流量以及標準狀態下的氣量，量程范圍寬，計量誤差小等優點，現已廣泛用于油氣井的生產計量和天然氣的銷售計量中。在多年來的現場應用中，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
流量計上游的應有至少10D長度的計量直管段。直管段內壁應光滑、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。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、氣質相對干凈
尤其不能出現液氣兩相流;氣質較臟時，應即時清洗流量計。
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。