弯管流量计

一、 弯管流量计的特点

测量精度高、重复性好：系统测量精度高达1.5％，重复性精度则高达0.2%。

无附加阻力损失：弯管传感器没有任何插入件或节流件，因此在测量流量过程中不会对被测流体造成附加阻力损失，可节省流体输送的动力消耗，节约能源。

适应性强：弯管传感器可在高温、高压、粉尘、振动、潮湿及其它恶劣环境中正常使用。

量程范围宽：流速测量范围：液体介质为0.2～12米/秒, 蒸汽或气体介质为5～160米/秒的。

管径范围： φ10～φ2600mm。

直管段要求不严格：直管段前五（5D）后二（2D）即可充分满足使用要求。

使用寿命长：弯管传感器耐温、耐压、耐腐蚀、耐磨损、耐振动性能好，并对微量磨损不敏感。传感器经特殊加工处理后寿命至少与管道寿命相同。

安装方便、耐磨损、免维护：由于弯管传感器对磨损不敏感，所以可以直接焊接安装在管道上，一次焊接完成后再也不存在泄漏等令人头痛的问题，不需维护。

适用领域 适用于电热﹑供热﹑冶金﹑钢铁﹑化工﹑机械﹑造纸﹑制药﹑食品﹑轻纺﹑环保等行业各种流体流量测量。

二、原理
　　流体流经弯管时，由于弯曲管壁的导流作用，其内侧流速会逐渐增大，外侧流速会逐渐减小，形成了各个过流断面的梯形速度分布规律，且在弯管45°截面处达到zui大。流速的变化，就形成了弯管的内外侧压差△P。流体平均速度 与压差△P符合平方比例关系，流量愈大，差压愈大。

　　当弯管传感器的几何结构尺寸确定之后，只要测取弯管45°截面的内、外侧压差△P和流体的密度ρ就可以确定流体的平均流速 。然后计算工况流量和标况流量。

　　数学表达式：
 

　　式中： ：流体流速（m/s）；α（R·D）：流量系数（无量纲）； △P：45°截面外侧、内测压差（pa）； D：弯管内径（m）； R：弯管曲率半径（m）；ρ：流体密度（kg/m3）
三、系统构成及应用
3.1、系统组成
　　基本由经下几个部分组成，根据介质的不同再具体选择。传感器由数控机床精密加工而成，是核心部件。
弯管传感器：是机加工而成几何精度很高的90°弯头。它是的核心部件。弯管传感器的内径D、曲率半径R、弧长L决定了弯管传感器的几何结构尺寸。采用数控机床加工的弯管传感器。弯管传感器的安装方式可以分为：水平转水平、水平转垂直向下或垂直向上转水平、垂直向下转水平或水平转垂直向上、垂直直管、水平直管和自由状态等6种空间状态（水平和垂直直管采用V型传感器），正确的安装均可以保证精度。
　　二次仪表：于计量，除具有完善的温度和压力的测量和密度在线补偿功能外，还具有弯管传感器的热态管径和不同安装空间状态差压修正，流量系数根据管径变化的在线计算等功能。

　　1.　弯管传感器（与管路焊接或法兰连接）：输出差压信号。
　　2.　差压变送器：将弯管传感器输出的差压信号转换为4-20mA电流信号。
　　3.　流量转换器：通过接收差压变送器、温度、压力变送器信号。计算并显示流量、温度、压力、热　　　　量等参数。
　　4.　三阀组：差压变送器和引压管之间的连接体。
　　5.　根阀：液体、气体选用三通阀，蒸汽选用二通阀（高温针阀或球阀）。
　　6.　盘式冷凝器：高温介质（蒸汽）测量时用于介质的降温。
　　7.　排污阀：二通阀。
　　8.　引压管：差压变送器与根阀连接用。
　　9.　压力变送器：被测介质（蒸汽、气体）压力变化较大时选用。
　　10. 温度变送器：被测介质（蒸汽、气体）温度变化较大时选用，测量饱和蒸汽时可以选择压力变送　　　　器或温度变送器其中一种，对流量补偿即可。用于供热量计量时，选用2只温度变送器。
2、流量转换器

　　Fe-2000积算仪是专门用于配套的一种智能显示仪表，它按照国家机械行业标准《流量显示仪表》（JB/T2274—91）的计算方法，采用MSP430和12846图形点阵液晶显示器等成熟器件，接受的差压信号和温度压力传感器的密度补偿信号，通过简便易懂的中文菜单式设定，能直接准确地计量出蒸汽、热水及各种介质的瞬时流量和累积流量，并可将流量信号用通信、电流方式输出。此外，本显示仪还具备了日报、月报、年报查询功能和断电记录查询功能，可查询zui近两年的单日累积量和zui近五年的单月累积量。
3、弯管传感器
　　1. 结构简单、传感器管内无插入件和节流件，无附加压力损失。
　　2. 可在高温、高压、粉尘、振动、潮湿的恶劣环境下工作。
　　3. 安装方便，长时间运行免维护，可采用直接焊接的安装方法。
　　4. 对直管段的要求低、只要满足前5D后2D，就可达到测量精度的要求。
传感器类型
　　L型传感器
　　L型传感器安装在现场管道的90°自然转弯处。管径范围：DN15～2000mm，
　弯径比R/D：1.0～5.0。

S型传感器
　　S型传感器可安装在任意空间的直管道上。

S型传感器几何形状示意图

S型传感器长度表

3．2应用
1．蒸汽计量
　　 用于蒸汽流量的测量，使蒸汽流量测量装置容易泄漏的难题得到根本性的解决，无阻力损失的优点，可获得更好的经济效益，耐磨损、长周期运行不需要进行维护和修理，使运行维修费用降到zui低点。
2．液体流量计量
　　 处于地下或者半地下的输水管道，对于流量计的要求更多的是耐用性，水系统管网纵横交错，希望水系统流量传感器一次安装之后能达到长周期、免维护、高精度可靠运行。弯管流量传感器具备的坚固耐用抗磨损、可长周期保持足够高的测量精度的特点，在这里可以发挥zui大的作用。在水系统中，特别提一下的是化学水处理含酸水的流量测量，化学水处理过程中，由于水呈现酸性，其管道都是衬胶的，对于这种特殊的被测介质，只要选择耐酸不锈钢弯管传感器就可以方便地解决流量测量问题。至于诸如锅炉上水，虽然压力、和温度相对比较高，用进行流量测量是*没有问题的。这一点再现场已得到充分验证。对于特殊的被测介质（酸、碱性介质），只要选择耐酸（碱）不锈钢弯管传感器就可以方便地解决流量测量问题。
3．一般气体的测量
　　 一般气体的测量包括压缩空气、氧气、氮气、高炉煤气、焦炉煤气、窑气等。在测量如压缩空气类似介质中有些用户为了节能降耗，一般鼓风机电动机都改为变频调速，用来代替传统的调节阀控制风量的耗能手段，其节能效果当然是明显的。如果替代孔板流量计进行流量测量，则可进一步降低管道压力损失，达到更佳的节能降耗目的。

四、技数参数
技术参数：工作环境温度和湿度: 温度:0～65℃；湿度: ≤85RH。

五、选型编码
在选型之前，要确定以下内容，并填写下面的表格。
　　1.被测介质名称，介质的成分或密度。
　　2.zui大流量、zui小流量、常用流量、温度、压力。
　　3.工艺管道内径、壁厚、材质、传感器安装部位。
　　注：根据客户的具体要求，我公司可以承接现场弯管传感器改造工程，对于大管径，可大幅度降低用　　户采购成本。

转换器选型编码
 

传感器选型编码

 

六、安装形式及应注意的问题

　6．1安装形式

6．2 注意的几个问题
1、确保前5D后2D的直管段
　　为了保证测量精度，对于任何一种流量计，当流体流入传感器前需要一个稳定均匀的流场，通过一定长度的直管段的整流作用可以获取该流场，例如孔板流量计一般需要*D后5D的直管段（在阻力件较复杂的情况下需要更长的长度）。对于，前直管段长度应大于5D，后直管段长度应大于2D长度。这一结论在大量的试验和现场应用中得到了进一步的验证。
在本体90°弯管传感器前后不加装任何直管段派生而出的其他类型传感器，是有待进一步理论分析和大量实流验证的，用户要谨慎选用。
2、原有管道弯头打孔取压不可以取代弯管传感器
　　在原理介绍中，已经提到了弯管传感器几何尺寸决定了流量系数α（R·D），只有确定了流量系数α，才能够从弯管传感器外、内侧的压力差推导出流体的流量，也就是说弯管传感器的加工精度是精度的根本保证。
3、在含水量较高的气体测量中，避免水进入导压系统，造成系统无法测量。　　
4、在含气量较高的液体测量中，避免气体进入导压系统，造成系统无法测量。

5、差压变送器的安装原则是即要便于液体测量的排气，又要防止气体测量中水进入差压变送器膜合腔中　
6、在脏污介质的流量测量中，尽可能选用较大的取压孔及较大孔的取压体，延长堵塞时间。同时建议选用三通根阀，解决在线处理堵塞问题。　　
7、蒸汽测量中，选用盘式冷凝器，解决良好的液位平衡问题。