一、測量原理 V錐流量計傳感器和差壓變送器組合是一種新穎差壓式流量計，可準(zhǔn)確測量寬雷諾數(shù)(8×103≤Re≤5×107)范圍內(nèi)的各種流量條件的流體，和其他差壓式流量計原理一樣，都是根據(jù)在封閉管道中連續(xù)流動的流體能量守恒的伯努利定理進行測量，對于理想的流體，介質(zhì)的流速與差壓的平方根成正比。 V錐流量計傳感器獨特的錐形節(jié)流的物理結(jié)構(gòu)，不但擴大了介質(zhì)流量的測量范圍，還具有流體整流的特殊構(gòu)造，因此在工藝上直管段要求很低，完全不同于其它差壓型流量計需要很長的直管段來流體穩(wěn)流。V錐流量傳感器繼承了傳統(tǒng)差壓式流量計穩(wěn)定性好、通用性強的優(yōu)點，并避免了傳統(tǒng)差壓流量計的局限性。 V錐流量計傳感器的基本原理是在測量管中同軸安裝的V錐體和相應(yīng)的取壓口。該測量管和V錐體是經(jīng)過設(shè)計，精密加工的。 流體在測量管流過V錐體時、與流動的流體互相產(chǎn)生作用，在錐體前重新形成流態(tài)，局部收縮使流體的流速加快，靜壓下降。 在V錐體的前后產(chǎn)生差壓△P，此差壓的高壓（正壓）是在上游流體收縮前的管壁取壓口處測得的靜壓力 Pl，而低壓力（負壓）則是在內(nèi)錐體朝向下游端面，V錐中心軸處所開取壓孔處壓力P2。 二、技術(shù)特點 1．流體的流態(tài)整形 V錐流量計傳感器的流量計算公式與其它差壓(DP)儀表類似，但是V錐體的幾何形狀與傳統(tǒng)的差壓儀表完全不同。V錐流量傳感器是把錐體安裝在 管道的中央收縮流體。 如果流體在一個很長的管道內(nèi)流動，沒有任何阻擋或干擾，它是充分發(fā)展的流動。管道內(nèi)流體流速是不一樣的。管壁處的流速是較小，管道中央的流速量大，這是由于管壁的磨擦使流體通過時流速變慢。如果系列V錐體是懸掛在管道的中央，因此它直接與流動的高流速區(qū)域產(chǎn)生相互作用。V錐體迫使高流速區(qū)域與靠近管壁的低流速混合，孔板的開孔是在管道的中央，不與這個高流速區(qū)域立生相互作用。這是V錐流量傳感器在較小流量時的一個最大優(yōu)點。當(dāng)流量減小時，V錐繼續(xù)與管道內(nèi)的最大流速產(chǎn)生相互作用。在其它差壓儀表可能漸變有用的差壓信號的地方，V錐流量傳感器仍然能夠產(chǎn)生差壓信號。 2．準(zhǔn)確度 V錐流量傳感器的一次元件準(zhǔn)確度可達到±0.5%。流量測量的系統(tǒng)準(zhǔn)確度取決于V錐流量傳感器的準(zhǔn)確度和差壓變送器。二次儀表的準(zhǔn)確度等。 3．重復(fù)性好 V錐流量傳感器的重復(fù)性可達到±0.1%，或更好。 4．量程比寬 V錐流量傳感器的量程比遠遠超過傳統(tǒng)的差壓儀表。典型的V錐量程比是1 0：1，較大的量程比也是可以達到。當(dāng)雷諾數(shù)低到8000時流量計還可以產(chǎn)生差壓信號。所以，可測量較低的雷諾數(shù)范圍流體。 5．直管段安裝要求低 實際安裝時管道的流體的流態(tài)很少是理想的。如果流量計安裝在流體流動不能充分發(fā)展的管路上，例如彎頭，閥，縮管或擴管，三通節(jié)頭等都會對流動的發(fā)展產(chǎn)生干擾。用別的流量計技術(shù)測量受到干擾的流動，可能會產(chǎn)生實質(zhì)性誤差。V錐流量傳感器的使用可以在錐體上游重新形成流態(tài)，克服了這個問題，這得歸咎于V錐的外型和中心安裝位置，當(dāng)流體接近錐體時流態(tài)變得“扁平”朝著充分發(fā)展的流態(tài)形狀發(fā)展。 流體在V錐管流動時可以將它產(chǎn)生扁平的流態(tài)分布，因此與其它差壓儀表比對上游的干擾更能發(fā)揮作用。V錐上游直管：0-3D;下游直管：O-ID。這對那些大口徑，費用昂貴的管路用戶，或較短運行管路的用戶帶來好處。有些特殊條件，例如單個或雙個彎頭不在同一平面或接近儀表上游，在這種情況下V錐仍然可以產(chǎn)生扁平流態(tài)。這意味著當(dāng)不同流態(tài)接近錐體時，始終會產(chǎn)生一個可預(yù)測的流態(tài)，保證儀表準(zhǔn)確的測量。 6．長期穩(wěn)定性能好 由于V錐體的外形是收縮流體不會對突變表面產(chǎn)生撞擊，沿錐體表面形成分界層，引導(dǎo)流體離開p邊。這意味著p邊不會遭到臟污流體的磨損，但是孔板銳邊常受到磨損。因此系數(shù)保持不變，V錐流量傳感器具有長期穩(wěn)定性能好的特點。 7．信號穩(wěn)定性好 差壓儀表一般都有“信號波動”，即使在流量穩(wěn)定的情況下，一次元件產(chǎn)生的信號也會有一定的波動量。例如孔板流量計，在孔板后面會形成長長的渦流，這種長的渦流會產(chǎn)生高震幅，低頻率孔板信號，干擾流量計的讀數(shù)。對于V錐流量傳感器，流體通過V錐，在V錐體后面形成短的渦流，產(chǎn)生低振幅，高頻率信號，轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的V錐信號，其信號波動是孔板的1／10。 8．流體的低永久壓損 因為流體對突變V錐的平滑的表面沒有撞擊，因此V錐流量傳感器的永久壓損比孔板低。同樣，由于V錐信號的穩(wěn)定性，同樣流量的滿量程V錐差壓信號比其它差壓儀表低。這樣可以降低永久的流體壓損。同樣的p值，其壓損是孔板的1／3-1／5。 9．V錐體β系數(shù)計算范圍寬 由于V錐流量傳感器的V錐獨特的幾何形狀，使得它的p系數(shù)范圍寬，標(biāo)準(zhǔn)的3系數(shù)范圍：0.45，0.55，0.65，0.75, 0.85 10. 流量傳感器的管內(nèi)無滯留區(qū)域 由于V錐流量傳感器的測量流體流過V錐“一掃而過”的設(shè)計理念，不可能在管內(nèi)有流體中的顆粒、殘渣、凝結(jié)物沉積的滯留區(qū)域。特別具有自清潔的功能，適用于臟污流體的流量測量。 11. 不同的物料混合 V錐體后面的短的錐體產(chǎn)生渦流可將下游的物料徹底混合，即V錐流量傳感器也可作為物料混合器的場合使用。 三、主要參數(shù) ● 測量介質(zhì) ：液體、氣體、蒸汽 ● 公稱通經(jīng) ：DN25mm～DN1600mm ● 公稱壓力 ：≤16MPa; 最大≤42.0MPa ● 工作溫度 ：-40℃～600℃ ● 環(huán)境溫度 ：-40℃～60℃ ● 相對濕度 ：5%～90% ● 流量計精確度 ：±0.5%、±1.0%、±1.5% ● 重復(fù)性 ：0.15%、0.33%、0.5% ● 范圍度（量程比）：10：1 ● 適用雷諾數(shù) ：8000～1×107 ● 結(jié)構(gòu)形式 ：法蘭連接型、對夾型、特殊（按用戶需求） ● 安裝直管段長度 ：一般上游1～3D，下游0.5～1D ● 材質(zhì) ：碳鋼、SUS304、SUS316L、其它 ● 流向 ：水平、垂直、其它 ● 等效直徑比 ：0.45～0.85 四、直管段要求 1．法蘭、夾持連接型 V錐流量計傳感器是一段帶法蘭的直管段，V錐體置于管內(nèi)，在工藝管道上焊接同樣的法蘭，與v錐流量傳感器組裝即可。 V錐流量計傳感器在垂直管道上安裝時，流體應(yīng)自下而上流動，由于正負取壓口不在同一水平面，應(yīng)對其高度行必要的修正。 2．焊接型 V錐流量計傳感器由于其耐磨性非常好且流體對V型錐體有吹掃作用，使其有自清潔功能。所以可以把V錐流 量傳感器做為管道的一部分永久焊于管道中。 上，下游直管段要求： 氣體測量，雷諾數(shù)范圍(Re》200，000，p值大于或等于0.65 六、安裝方法 (1)測量液體流量 a.差壓變送器最好安裝在內(nèi)錐體裝置的下方（圖1.1），這樣可以避免液體中氣體進入導(dǎo)壓管和變送器中。 b.如果變送器不得不安裝在內(nèi)錐體裝置的上方（圖1.2），為了減少液體中的氣體進入導(dǎo)壓管內(nèi)，應(yīng)在內(nèi)錐體裝置和導(dǎo)壓管之間裝U型彎管，且彎頭下端至少低于管道中心1米。 c.在水平或傾斜的管道上，如果將導(dǎo)壓管裝在內(nèi)錐體裝置的上半部，這樣在導(dǎo)壓管內(nèi)會積聚氣體，如果裝在內(nèi)錐體裝置的下半部，會使沉積物落入導(dǎo)壓管內(nèi)。因此，導(dǎo)壓管應(yīng)自內(nèi)錐體裝置的水平中心線兩端引出，或自水平向下小于4 5度引出。 (2)測量蒸汽流量 a.為了保證變送器不受蒸汽高溫的影響，在變送器和內(nèi)錐體裝置之間必須安裝兩個位于同一高度的冷凝器，并在冷凝器、導(dǎo)壓管和高、低壓室內(nèi)充滿冷凝水，避免高溫對變送器的影響。 b.差壓變送器最好安裝在內(nèi)錐體裝置的下方（圖2.1），這樣可以避免氣體進入導(dǎo)壓管和變送器中。冷凝器應(yīng)安裝在盡量靠近內(nèi)錐體裝置處。 c.如果差壓變送器不得不安裝在內(nèi)錐體裝置的上方（圖2.2），應(yīng)把冷凝器裝在高于差壓變送器的地方。 d.上述兩種安裝方法均在靠近變送器的地方裝有閥，以供吹洗導(dǎo)壓管。同時在內(nèi)錐體裝置和冷凝器之間的導(dǎo)壓管上應(yīng)加保溫層。 e.其他安裝方法參考(l)b、c。 (3)測量氣體流量 a.差壓變送器最好安裝在內(nèi)錐體裝置的上方（圖3.1），這樣可以使導(dǎo)壓管內(nèi)所產(chǎn)生的冷凝液流回管道。 b.如果變送器不得不安裝在內(nèi)錐體裝置的下方（圖3.2），為了減少水份凝結(jié)在導(dǎo)壓管內(nèi)，應(yīng)從內(nèi)錐體裝置引出的導(dǎo)壓管裝U型彎管，且彎頭上端至少高于管道中心1米。 c.在水平或傾斜的管道上，為了避免管道中冷凝液進入導(dǎo)壓管，導(dǎo)壓管應(yīng)自內(nèi)錐體裝置體的水平中心線上半部引出。 d.若氣體中含有污物或灰塵，在導(dǎo)壓管的轉(zhuǎn)彎地方應(yīng)安裝十字接頭，以便清洗或吹洗。 七、V錐流量傳感器選型需要的工藝參數(shù) 1．流體名稱 2．管道內(nèi)外徑(mm) 3．選用V錐流量傳感器的形式 4．刻度流量單位(kg/h，t/h，m³/h，m³/h) a．在工作狀態(tài)下 b．在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下 5．常用流量 6．最小流量、最大流量 a．在工作狀態(tài)下 b.在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（介質(zhì)為氣體時應(yīng)該說明流量的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)） 7．工作壓力(MPa) a．絕對壓力 b．表壓力 8．流體溫度(℃)：最高、最低、 9．流體密度(kg/m3) a．在工作狀態(tài)下 10.流體粘度(Pa．s) 1 1．相對濕度 12.氣體成分 常用的溫度、錐體和連接件為不銹鋼 全為不銹鋼 b.在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（介質(zhì)為氣體時應(yīng)該說明密度值的狀態(tài)） 容積百分比（用于二種以上的混合氣體） 13．管道裝置 a．水平 b.自下而上 14.管道法蘭 a.按法蘭標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，代號為提供法蘭標(biāo)準(zhǔn)及型號 b.乙方設(shè)計供法蘭圖紙 注意： 測量水和水蒸氣須提供(1)、(2)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(12)、(13) 測量一般氣體須提供(1)～(14) 測量一般溶液及油類須提供(1)、(2)、(4)、 各項數(shù)據(jù)必須填寫工藝設(shè)計的一個具體數(shù)值，(5)、 (6)、 (7)、 (8)、 (9)、 (10)、 (13)、 (14)請勿填寫由大約多少的某一段范圍。 八、HLVZ型V錐流量傳感器選型要點 I.HLVZ型V錐流量傳感器設(shè)計選型需用戶提供準(zhǔn)確的工藝參數(shù)，或設(shè)計院的流量計選型規(guī)格書； 2．根據(jù)介質(zhì)理化特性、使用工況條件、準(zhǔn)確度、安裝要求等進行選型； 3．根據(jù)介質(zhì)的種類、溫度、壓力、腐蝕性等要求選取流量計對應(yīng)的管道、法蘭、錐體、取壓方式進行材質(zhì)的選型； 4.根據(jù)介質(zhì)的溫度、流量和壓力選取流量計管道的公稱直徑、壁厚、管法蘭的壓力等級、密封面、連接式進行選型； 5．根據(jù)介質(zhì)的溫度、壓力和粘度、是否臟污等特點，選擇取壓方式及取壓連接件的材質(zhì)和等級進行選型； 6．根據(jù)以上的選型的組合就得出該V錐流量傳感器的型號。其結(jié)構(gòu)尺寸可從尺寸表里查到，是否帶配對法蘭、螺檢螺母墊片、閥組等附件，需在備注欄里說明，安裝直管段基本要求按直管段要求進行； 7.V錐流量傳感器的設(shè)計計算利用所有的工藝參數(shù)和選擇合適的p值，進行計算，取得理想的差壓值、量程比和壓損； 8．為方便配套差壓變送器，建議刻度差壓值選在10-30kPa范圍，對于低流量，盡可能將差壓選在0.5kPa以上，雙法蘭取壓，盡可能選3kPa以上。 九、V錐流量傳感器、變送器及流量計的組合 依照產(chǎn)品供貨范圍以及輸出信號的不同，V錐流量傳感器的組成可分為3類： 1.V錐流量傳感器 只提供差壓信號的形成部分（V錐流量傳感器），不提供差壓變送器三閥組和流量顯示部分，輸出信號為差壓。由用戶自己進行配套。 2.V錐流量變送器 由V錐流量傳感器和差壓變送器組成。有分體式安裝和一體式安裝兩種結(jié)構(gòu)。 分體式V錐流量變送器由獨立的V錐流量傳感器和差壓變送器組成。V錐流量傳感器和差壓變送器之間的引壓管連接由用戶自己完成，而差壓變送器可以配套供應(yīng)。 一體式安裝是產(chǎn)品出廠時已將差壓變送器三閥組與V錐流量傳感器連接成一體，用戶購買一體式V錐流量變送器后，使用時不需再連接引壓管。若需配接相應(yīng)的流量積算儀、壓力變送器和溫度傳感器可以配套供應(yīng)。 3．V錐流量計 有分體式安裝和一體式安裝兩種結(jié)構(gòu)： 分體式安裝由獨立的V錐、差壓、壓力、溫度傳感器、流量積算儀、三閥組、截止閥等部分組合而成。各部分之間的連接組合由用戶自己完成。有防爆型及普通型兩種。 一體式安裝由智能流量積算儀和V錐流量變送器一道V錐流量計。它帶有差壓變送器和三閥組（壓力傳感器、熱電阻溫度傳感器，必要時選用）。智能流量積算儀的流量范圍和V錐流量變送器相適應(yīng)。分體式有本安型防爆產(chǎn)品及普通型產(chǎn)品兩大類。
