V锥流量传感器及流量计的工作原理

V锥流量传感器及流量计该装置广泛的应用于石油、化工、天然气、矿山、冶金、钢铁、电力、水利、给排水、造纸、制糖、制药、饮料、纺织、印染、化纤、环保和市政工程等领域的计量与测量。尤其在测量焦炉煤气、高炉煤气、天然气、烟道气、液化石油气等有机气体及原料油、浆液等高粘度、污染介质中，V锥流量传感器及流量计具有独特的优势。

1 V锥流量传感器及流量计的工作原理

1.1 V锥流量传感器及流量计的理论依据。

V锥流量计是一种差压式流量仪表，其理论是基于封闭管道中能量之间相互转化的贝努力定律，即在稳定流量的情况下，管道中的流速与差压的开方成正比。

1.2 V锥流量传感器及流量计的结构特点。

V锥流量传感器及流量计虽然也是差压式流量计，但是它突破了传统差压式流量计的许多局限性，利用同轴安装在管道中的节流件。所不同的是，普通截流装置的小流通截面为圆形，而V锥流量传感器及流量计小流通截面为环形。当流体流经悬挂在管道中的V型锥与管壁所形成的间隙，流体流速加快，在V锥的大端达到大，在V锥的下游处形成一个低压端，从而在V锥前后产生差压，通过对差压的测量达到对流量的测量。由于V锥流量传感器及流量计节流件的独特结构，流体在管道内不是急速收缩，流体压力的变化是比较平滑的，压差信号更加稳定。因此，V锥流量传感器及流量计能保证流量，特别是小流量的测量。与此同时，又由于悬挂轴心与V锥形体结构的特点，当流体接近V锥时，管道中心流速变慢，管壁附近流体流速逐渐加快，自动形成的高速流体直接冲刷内锥节流件和管道内壁，从而自动完成清扫工作，避免了脏污介质的粘附与堆砌。因此，V锥流量传感器及流量计非常适合液体中含气，气体中含水以及液体或气体含有固定颗粒或其他杂质的介质的流体测量。

2 V锥流量传感器及流量计的性能及其特点

2.1 V锥流量传感器及流量计产生更加稳定的压差信号、更加准确的小流量测量。

孔板的压差是通过中间开孔的节流件，让流体突然收缩，流动发生改变，从而产生压差；V锥流量传感器及流量计是通过悬挂轴心的锥形体，让流体逐渐收缩使流动平滑的发生改变，这样就减弱了压力波动的幅值，使之产生的压差信号更加稳定，能分辨的压差信号更小，更有利于小流量的测量。

2.2 V锥流量传感器及流量计所测量的流量 范围更宽。

由于V锥流量传感器及流量计独特的结构，使得在低流速时依然能产生足够分辨的压差，使得压差的量程下限比传统压差仪表低，量程得以向下限扩展到15：1。

2.3 V锥流量传感器及流量计有很高的重复性，测量精度高。

V锥流量传感器及流量计重复性优于±0.1%；测量精度优于±0.5%。

2.4 V锥流量传感器及流量计与传统的仪器相比具有耐磨损、自行清洗、长期稳定性好、使用寿命长等特点。

V锥流量传感器及流量计中的V型锥体，在流体流动时会在V型锥体表面形成附面层，在流体离开V行锥体节流尾端时，由于附面层效应，疏导流体离开，减少被磨损的可能；同时其自有的紫情节特征，使其节流尺寸长期稳定不变，因而具有长期稳定性。

2.5 V锥流量传感器及流量计短的直管段要求。

一般上游在0~3D，下游在0~1D，V锥流量传感器及流量计的上游侧如装有阀门，流量计与阀门之间的距离应保证3D。孔板等传统差压仪表应用于测量时，在大多数现场要满足较长的直管段要求是困难的，从而带来附加的测量误差，V锥流量传感器及流量计的锥体结构，起到了一个流场整流器的作用，重新安排了上游的流速分布，即使在恶劣的安装条件下，也能使流速的分布变得平坦和对称，从而确保了测量精度。

2.6 V锥流量传感器及流量计具有很小的压损和可靠的性能。

由于V锥流量传感器及流量计体的出口边缘不是锐利的缘故，同时流体的压力变化是平缓的，因而有摩擦所产生的漩涡带来的压力损失会更小；同时，V锥流量传感器及流量计无可动部件，因此使用起来更可靠。

2.7 V锥流量传感器及流量计采用一体化结构设计。

V锥流量传感器及流量计把节流件、传感器、智能电路、显示器、通信单元组成一体，安装时用户只需焊接配对法兰即可，取消了传统的差压流量计的引压管路，简化了安装程序，减少了安装时间和费用，减少了泄露和维护量，使用户更加方便。

2.8 V锥流量传感器及流量计具有先进的流量变速器和先进的多变量测量技术。

V锥流量传感器及流量计采用国外先进技术生产的传感器内核，采用了先进的直接数字电路替代模拟信号放大电路及A/D转换电路，提高了测量精度；与此同时，二线制变送器带有同时工作的多只传感器，可以同时检测显示压差、压力、温度、流量等多个指标。

2.9 V锥流量传感器及流量计具有全面的补偿功能和强大的智能功能，并且使用灵活、方便。

V锥流量传感器及流量计可以在线动态的对影响测量精度的多种因素（例如：温度、压力、雷诺数、流场系数、可膨胀系数、压缩系数等）进行了动态全补偿，提高了流量计的测量精度；V锥流量传感器及流量计具有自诊断、组态、循环显示、通信、断电保护和提高设备管理信息等功能；V锥流量传感器及流量计可采用用户任意指定的变送器进行组态，输出4~20mA压差或流量信号。

3 V锥流量传感器及流量计安装的技术要求和注意事项。

3.1 V锥流量传感器及流量计安装的技术要求。

（1）V锥流量传感器及流量计安装于管道时，

可以是水平的，也可以是倾斜的，还可以是垂直的，但是应该以安装和维护方便为宜。（2）V锥流量传感器及流量计必须安装在与其公称通径相应的管道上。（3）V锥流量传感器及流量计的上下游直管段应该是圆形的，内壁光滑，其内径与流量计标称内径相同。（4）在安装时，V锥流量传感器及流量计的流向必须与流体的流向一致。如果安装位置的环境温度超过70°C，建议采用分体安装形式。（5）V锥流量传感器及流量计在上游侧和下游侧应配置一定长度的直管段，其长度应满足上游0~3D，下游0~1D，长的直管段有利于流量的测量。（6）在安装V锥流量传感器及流量计时，应尽量保证流量计与上、下游的直管段同心。（7）如果现场确实需要安装温度计、调节阀等其他测量、控制装置，建议安装在V锥流量传感器及流量计的下游端2~5D处。

3.2 在安装V锥流量传感器及流量计时，需要特别注意的事项。

（1）在选择V锥流量传感器及流量计的型号时，应当根据用户的要求、工艺参数和现场环境、结合V锥流量传感器及流量计的技术参数选用适当的产品型号。（2）在选择V锥流量传感器及流量计时，管道内径均需按实际内径圆填写。（3）选择V锥流量传感器及流量计，在编写型号时，功能部分仅适用于智能一体化的V型流量计。（4）在选择V锥流量传感器及流量计时，要注意温度压力补偿功能的选择。a.在选择V锥流量传感器及流量计时，测液体时不补偿。b.在选择V锥流量传感器及流量计时，测气体时应带温度压力补偿。c.在选择V锥流量传感器及流量计时，测饱和蒸汽时应带温度补偿。d.在选择V锥流量传感器及流量计时，测过热蒸汽时应带温度压力补偿。（5）在选择V锥流量传感器及流量计时，用户指定变送器，应参照变送器技术参数，确定一体化功能。

4 在选择V锥流量传感器及流量计时，应参考的主要技术参数

4.1 采用国家标准：GB/T2624—1993，SY/T6143—2004，国际标准ISO5167。

4.2 测量管径：DN15—DN3000。

4.3 基本误差：±0.5%，±1.5%，±2.5%。

4.4 重复性：±0.1%。

4.5 2.5MPa，4.0MPa，6.3Mpa，10.0MPa，16.0MPa，26.0MPa，42.0MPa（工作压力）。

4.6 被测截至温度：＜550°C。

4.7 被测介质：液体、气体（包括天然气），蒸汽。

4.8 量程比：10：1。

4.9 直管段要求：上游0~3D，下游0~1D。

4.10 供电电源：（1）外界电源：24VDC。（2）内电源（内电池）供电：3.6VDC。
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