氣體流量計(jì)計(jì)量是化工計(jì)量中難度較大的課題之一，其準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到化工企業(yè)作為需方的蒸汽能源結(jié)算以及內(nèi)部能源考核、物料管理能否嚴(yán)格，同時(shí)也是化工企業(yè)監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程，滿足生產(chǎn)工藝需要，保證準(zhǔn)確生產(chǎn)的重要手段。故要求氣體流量計(jì)具有準(zhǔn)確性、可靠性、實(shí)時(shí)性和較高的自動(dòng)化水平。

1、幾種常見的氣體流量計(jì)測(cè)量原理及方法簡(jiǎn)介：
1.1、差壓式流量計(jì)：
    差壓式流量計(jì)是以伯努利方程和流體連續(xù)性方程為依據(jù)，根據(jù)節(jié)流原理，當(dāng)流體流經(jīng)節(jié)流件時(shí)，在其前后產(chǎn)生壓差，此壓差值與該流量的平方成正比。在差壓式流量計(jì)中，因標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置差壓流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低、研究***充分、已標(biāo)準(zhǔn)化而得到***廣泛的應(yīng)用。
1.2、速度式流量計(jì)：
    速度式流量計(jì)是以直接測(cè)量封閉管道中滿管流動(dòng)速度為原理的一類流量計(jì)。工業(yè)應(yīng)用中主要有渦輪流量計(jì)、旋進(jìn)渦輪流量計(jì)和時(shí)差式超聲流量計(jì)等。
1.3、容積式流量計(jì)：
    在容積式流量計(jì)的內(nèi)部，有一構(gòu)成固定的大空間和一組將該空間分割成若干個(gè)已知容積的小空間的旋轉(zhuǎn)體。旋轉(zhuǎn)體在流體壓差的作用下連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，不斷地將流體從已知容積的小空間中排出。根據(jù)一定時(shí)間內(nèi)旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)的次數(shù)，即可求出流體流過(guò)的體積量。

一、混合氣體流量計(jì)概述：

  LUGB系列智能渦街流量計(jì)（混合氣體流量計(jì)）,主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測(cè)量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。其特點(diǎn)是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測(cè)量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無(wú)可動(dòng)機(jī)械零件，因此可靠性高,維護(hù)量小。儀表參數(shù)能長(zhǎng)期穩(wěn)定。本儀表采用壓電應(yīng)力式傳感器,可靠性高,有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),也有數(shù)字脈沖信號(hào)輸出,容易與計(jì)算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種比較先進(jìn)、理想的流量?jī)x表。

二，測(cè)量原理： 

                       
在流體中設(shè)置三角柱型旋渦發(fā)生體，則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡門旋渦，如右圖所示，旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對(duì)稱地排列。

　　設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測(cè)介質(zhì)平均流速為 ，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，即可得到以下關(guān)系式：　f=SrU1/d=SrU/md 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

式中　　U1–旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速，m/s；
　　　　Sr–斯特勞哈爾數(shù)；
　　　　m–旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比
管道內(nèi)體積流量qv為

qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr 　　　　　　　　　　　　　　　　

K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 　　　　　　　　　　　　　　　　

式中 K–流量計(jì)的儀表系數(shù)，脈沖數(shù)/m3（P/m3）。
　　K除與旋渦發(fā)生體、管道的幾何尺寸有關(guān)外，還與斯特勞哈爾數(shù)有關(guān)。斯特勞哈爾數(shù)為無(wú)量綱參數(shù)，它與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數(shù)有關(guān)，圖2所示為圓柱狀旋渦發(fā)生體的斯特勞哈爾數(shù)與管道雷諾數(shù)的關(guān)系圖。由圖可見，在ReD=2×104～7×106范圍內(nèi)，Sr可視為常數(shù)，這是儀表正常工作范圍。當(dāng)測(cè)量氣體流量時(shí)，VSF的流量計(jì)算式為

     圖2 斯特勞哈爾數(shù)與雷諾數(shù)關(guān)系曲線

式中 qVn，qV–分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（0oC或20oC，101.325kPa）和工況下的體積流量，m3/h；

　　 Pn，P–分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的壓力，Pa；
　　 Tn，T–分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的熱力學(xué)溫度，K；
　　 Zn，Z–分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下氣體壓縮系數(shù)。

三、產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)：
▲不受溫度、壓力的影響，同時(shí)不易堵，不易卡，不易結(jié)垢，耐高溫、高壓。
▲安全防爆，適用于惡劣環(huán)境。
▲無(wú)可動(dòng)部件、無(wú)空洞縫隙設(shè)計(jì)，產(chǎn)品無(wú)磨損、耐臟污，無(wú)需機(jī)械維修，使用壽命長(zhǎng)。
▲采用微功耗高新技術(shù)，電池供電的現(xiàn)場(chǎng)顯示型流量計(jì)，可不斷電運(yùn)行兩年以上。
▲穩(wěn)壓補(bǔ)償一體化設(shè)計(jì)。
▲電流輸出均為電隔離型，具有良好的共模干擾抑制能力。
▲同時(shí)顯示流量值與累計(jì)流量值，不必輪流切換。
▲采用抗振探頭，有效消除外界振動(dòng)影響。
▲電路采用表面貼裝工藝，結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高。
▲采用分體式信號(hào)轉(zhuǎn)換器，電纜zui長(zhǎng)10米。
▲量程比寬達(dá)20:1。
▲整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍寬，壓力損失小。
▲分體式渦街流量計(jì)采用不銹鋼材質(zhì)，可適用于腐蝕性介質(zhì)的測(cè)量。
▲現(xiàn)場(chǎng)液晶顯示，脈沖、4-20mA輸出或485通訊，可與工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)連接。

四、技術(shù)參數(shù)：

五，產(chǎn)品尺寸選型：

2、氣體流量計(jì)的誤差分析：
    在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用中，始終處于穩(wěn)定工況的流動(dòng)氣體不多見，絕大多數(shù)的氣體工況是給終變化的，這就要求對(duì)實(shí)際工況測(cè)量值進(jìn)行校正。校正主要依據(jù)熱力學(xué)方程，故要求在上述儀表中加裝溫度計(jì)、壓力計(jì)等補(bǔ)償裝置，再經(jīng)過(guò)熱力學(xué)方程換算成標(biāo)準(zhǔn)工況下的流量值。

3、測(cè)量誤差的校正及今后氣體流量系統(tǒng)的發(fā)展方向：
    為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償，曾經(jīng)經(jīng)歷了***初的機(jī)械補(bǔ)償階段，這種補(bǔ)償方式只能對(duì)某一參數(shù)(如壓力)進(jìn)行校正，由于流量計(jì)不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積笨重、可動(dòng)部件多，故障率高，而且準(zhǔn)確度低，當(dāng)補(bǔ)償不完全時(shí)，還得進(jìn)行定點(diǎn)校正;該方式應(yīng)用時(shí)不夠靈活，對(duì)于參數(shù)頻繁波動(dòng)的場(chǎng)合則無(wú)法正常發(fā)揮補(bǔ)償作用。其后出現(xiàn)的機(jī)械式電動(dòng)補(bǔ)償裝置，它將介質(zhì)的工況質(zhì)量、壓力及溫度參數(shù)，分別轉(zhuǎn)換成電阻或電壓等形式的信號(hào)，通過(guò)電路并配合機(jī)械機(jī)構(gòu)組成自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)，以完成連續(xù)補(bǔ)償運(yùn)算，但這類補(bǔ)償裝置仍存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)校困難的缺點(diǎn)，補(bǔ)償不完全，準(zhǔn)確度也不高。
  電動(dòng)單元組合儀表的出現(xiàn)給流量自動(dòng)補(bǔ)償帶來(lái)了轉(zhuǎn)機(jī)，它通過(guò)變送器同時(shí)檢測(cè)出流體的工況流量、壓力及溫度等參數(shù)，并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的統(tǒng)一電流信號(hào)。按照某種運(yùn)算關(guān)系，將這些信號(hào)送入計(jì)算單元進(jìn)行運(yùn)算，然后輸出代表補(bǔ)償后的流量信號(hào)用于顯示、記錄或控制，這種方法實(shí)現(xiàn)了快捷的自動(dòng)連續(xù)補(bǔ)償，準(zhǔn)確度也有所提高。單元組合儀表具有通用性強(qiáng)、系統(tǒng)組成靈活的優(yōu)點(diǎn)，但仍然存在補(bǔ)償不完全的缺點(diǎn)，隨著集成電路的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，必將使用氣體流量自動(dòng)全補(bǔ)償方案。大規(guī)模集成電路具有運(yùn)行穩(wěn)定可靠、體積小、功能強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，計(jì)算機(jī)具有強(qiáng)大的運(yùn)算能力和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，可以實(shí)現(xiàn)多功能、多參數(shù)、多支路、主準(zhǔn)確度的補(bǔ)償，流量積算儀(溫壓補(bǔ)償)或流量計(jì)算機(jī)(全補(bǔ)償)已成為當(dāng)前流量?jī)x表的主流。
    從現(xiàn)場(chǎng)使用的角度來(lái)看，真正意義上的氣體流量計(jì)不是僅指流量傳感器而是一個(gè)系統(tǒng)，由節(jié)流裝置或流量傳感器(變送器)、壓力傳感器(變送器)、溫度傳感器(變送器)、在線密度計(jì)或色譜儀、流量積算儀或流量計(jì)算機(jī)組成的一個(gè)完整的計(jì)量系統(tǒng)。    隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，將傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、通信技術(shù)應(yīng)用到氣體流量計(jì)中，全補(bǔ)償一體化的氣體流量計(jì)已成為可能，將會(huì)給氣體流量計(jì)量帶來(lái)一場(chǎng)深刻的革命。對(duì)于化工企業(yè)，氣體流量計(jì)的發(fā)展與進(jìn)步會(huì)使企業(yè)的氣體精密測(cè)量與工藝嚴(yán)格檸制提高到一個(gè)新的境界。