在工程實(shí)際應(yīng)用中，壓縮空氣流量計(jì)通常有如下圖所示的幾種安裝方式，其中（a）、（b）、（c）三種方式都屬于水平安裝；（d）則為壓縮空氣流量計(jì)的垂直安裝。對(duì)不同的流體應(yīng)采用不同的安裝方式。普通液體、氣體、含水量液體的氣體、低溫氣體和液體、含微量固體顆粒的液體和氣體等可采用（a）、（c）、（d）方式安裝；高溫液體、高溫氣體、蒸汽可采用（b）、（c）、（d）方式安裝；濕飽和蒸汽可采用（a）、（c）、（d）方式安裝；液－氣（含微量氣體）、液－固（含微量固體）和液－液兩相流中，如果氣、固相不超出可測(cè)量范圍，建議*先采用（d）方式安裝。

1、實(shí)驗(yàn)裝置與過(guò)程

實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)如下圖所示，水穩(wěn)壓罐為管路提供恒定的水壓，使實(shí)驗(yàn)時(shí)流量穩(wěn)定，水流量的大小由調(diào)節(jié)閥來(lái)調(diào)節(jié)，流量范圍為2～20 m3/h。電磁流量計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)流量表給出進(jìn)入實(shí)驗(yàn)段的水的標(biāo)準(zhǔn)流量值，精度為0.5%。壓縮空氣流量計(jì)分別按照水平和垂直兩種方式安裝在實(shí)驗(yàn)管路中，它們都具有足夠長(zhǎng)的前、后直管段長(zhǎng)度，并且其它安裝條件都嚴(yán)格按照規(guī)定的要求。壓縮空氣流量計(jì)的信號(hào)通過(guò)示波器采集，采樣頻率選用1000 Hz，每組數(shù)據(jù)包含2500點(diǎn)。

2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

分別對(duì)在水平和垂直兩種安裝方式時(shí)測(cè)得的渦街信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換（FFT），可以得到渦街頻率值，下圖給出了渦街頻率與流量之間的關(guān)系。從圖中可以看出，兩者之間的差別很小。再分別對(duì)測(cè)得的渦街率與流量做零截距*小二乘擬合，得到水平、垂直安裝的壓縮空氣流量計(jì)儀表系數(shù)分別為2.5202 Hz/(m3/h)和2.5198 Hz/(m3/h)，相對(duì)誤差小于0.02%?？梢?jiàn)，安裝方式對(duì)壓縮空氣流量計(jì)的測(cè)量影響很小，可以忽略。

為了進(jìn)一步研究壓縮空氣流量計(jì)安裝方式的影響，本文還比較了在水平和垂直兩種方式下的渦街信號(hào)的幅度。下圖給出了渦街信號(hào)幅度與流量之間的關(guān)系，可以看出信號(hào)幅度都與流量成近似二次方關(guān)系，在相同流量下，信號(hào)幅度基本上相等，這說(shuō)明壓縮空氣流量計(jì)安裝方式對(duì)其信號(hào)幅度影響很小，也即旋渦的能量（正比于幅度的平方）幾乎不受影響。但是，仔細(xì)比較可以發(fā)現(xiàn)，壓縮空氣流量計(jì)水平安裝時(shí)的信號(hào)幅度略大于垂直安裝的情況，這里可定性地理解為，當(dāng)壓縮空氣流量計(jì)垂直安裝時(shí)部分旋渦能量因?yàn)榭朔亓Χ纳?，使得壓縮空氣流量計(jì)傳感器感測(cè)到的渦街能量變少，從而造成兩端的變形（直徑增大）大于管屏中間的變形；在寬度方向上，中間鋼管的變形（直徑減小）大于兩側(cè)鋼管的變形。這主要是由于在不同的焊接區(qū)域，焊縫的變形約束條件和散熱情況不同所致。在管屏焊接的起始段，由于管屏溫度較低，散熱較好，但由于管屏端部變形約束較小，容易變形；當(dāng)焊接至管屏中央時(shí)，即使溫度上升，但變形受到前后管子的約束，不易產(chǎn)生變形；在管屏的尾部，溫度高且散熱條件差，變形約束小，*易變形。圖反映了在同一焊接規(guī)范下，由φ76×4 的管子和6×34 的扁鋼組焊成的膜式壁管屏沿長(zhǎng)度方向上的變形情況，直徑變化率約為0.04%。在寬度方向上，具有相反的變形情況。

雖然不同的焊接電源可以設(shè)定為不同的焊接規(guī)范，但在常規(guī)的控制中，對(duì)于同一把焊槍（焊接電源），從起弧到收?。ㄕ麄€(gè)管屏的焊接過(guò)程中）的規(guī)范一般是固定的，從而引起管屏兩端變形（軸向變形），在工程實(shí)踐中，往往需要對(duì)管屏兩端各切除200mm 左右，浪費(fèi)了大量的材料。為減小焊接變形，在本控制系統(tǒng)中，將焊接過(guò)程的規(guī)范按下圖所示規(guī)律進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)控。

起弧時(shí)溫度較低，結(jié)合焊接變形情況，采用較小焊接功率，焊接至100 mm 處進(jìn)入穩(wěn)弧段，設(shè)回正常規(guī)范（焊接功率*大），在終點(diǎn)前150 mm 處，由于散熱條件差，溫度上升較快，因此減小焊接功率（比起弧段還小）。在實(shí)際應(yīng)用中，將數(shù)據(jù)以焊接規(guī)范和焊接長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的形式存儲(chǔ)在控制系統(tǒng)中，焊接到對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度時(shí)由控制系統(tǒng)下傳到焊接電源中。

 

壓縮空氣流量計(jì)安裝要求主要分四大點(diǎn)：

壓縮空氣流量計(jì)安裝條件

1、傳感器可安裝在室內(nèi)，也可安裝在室外。環(huán)境條件要符合要求。

2、傳感器應(yīng)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(yīng)的管道上。

3、傳感器應(yīng)避免安裝在有機(jī)械振動(dòng)的管道上。當(dāng)振動(dòng)不可避免時(shí)，應(yīng)考慮在距傳感器前后約2DN處的直管段上加固定支撐架。

4、傳感器應(yīng)避免安裝在有較強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾、有熱輻射、有腐蝕性氣體、空間小和維修不方便的場(chǎng)所。

5、被測(cè)介質(zhì)含有較多雜質(zhì)時(shí)，應(yīng)在傳感器上游直管段要求的長(zhǎng)度以外加裝過(guò)濾器。

6、傳感器的上、下游應(yīng)配置一定長(zhǎng)度的直管段，直管段的內(nèi)壁應(yīng)清潔、光滑，無(wú)明顯凸凹、積垢和起皮等現(xiàn)象。其長(zhǎng)度應(yīng)符合圖二的要求。安裝液體傳感器的附近管道內(nèi)，應(yīng)充滿被測(cè)液體。

7、直管段內(nèi)徑盡可能與傳感器通徑一致，若不能一致，應(yīng)采用比傳感器通徑略大的管徑，誤差要≤3%并不超過(guò)5mm。

壓縮空氣流量計(jì)安裝步驟要求

1、將配備的專用法蘭分別焊接到上下游直管段上，使專用法蘭和直管段的內(nèi)徑嚴(yán)格垂直與同心。

2、將傳感器夾在焊有專用法蘭的上下游直管段上，用螺栓緊固，使上下游直管段與傳感器保持同軸。

3、傳感器安裝方式：傳感器應(yīng)朝上或水平（放大器指向）安裝；介質(zhì)溫度超過(guò)250℃，傳感器應(yīng)水平安裝。

4、傳感器及管道必要時(shí)應(yīng)良好接地，接地電阻≤10Ω。

5、傳感器上、下游直管段長(zhǎng)度的要求

壓縮空氣流量計(jì)安裝注意十要點(diǎn)

1、合理選擇安裝場(chǎng)所和環(huán)境。

避開(kāi)強(qiáng)電力設(shè)備，高頻設(shè)備，強(qiáng)電源開(kāi)關(guān)設(shè)備；避開(kāi)高溫?zé)嵩春洼椛湓吹挠绊?，避開(kāi)強(qiáng)烈震動(dòng)場(chǎng)所和強(qiáng)腐蝕 環(huán)境等，同時(shí)要考慮安裝維修方便。

2、上下游必須有足夠的直管段。

若傳感器安裝點(diǎn)的上游在同一平面上有二個(gè)90。彎頭，則：上游直管段≥25D，下游直管段≥5D 。

若傳感器安裝點(diǎn)的上游在不同平面上有二個(gè)90。彎頭，則：上游直管段≥40D，下游直管段≥5D 。

調(diào)節(jié)閥應(yīng)安裝在傳感器的下游5D以外處，若必須安裝在傳感器的上游，傳感器上游直管段應(yīng)不小于50D，下游應(yīng)有不小于5D。

3、安裝點(diǎn)上下游的配管應(yīng)與傳感器同心，同軸偏差應(yīng)不小于0.5DN。

4、管道采取減振動(dòng)措施。

傳感器盡量避免安裝在振動(dòng)較強(qiáng)的管道上，特別是橫向振動(dòng)。若不得已要安裝時(shí)，必須采取減振措施，在傳感器的上下游2D處分別設(shè)置管道緊固裝置，并加防振墊。

5．在水平管道上安裝是流量傳感器*常用的安裝方式。

測(cè)量氣體流量時(shí)，若被測(cè)氣體中含有少量的液體，傳感器應(yīng)安裝在管線的較高處。

測(cè)量液體流量時(shí)，若被測(cè)液體中含有少量的氣體，傳感器應(yīng)安裝在管線的較低處。

6．傳感器在垂直管道的安裝。

測(cè)量氣體流量時(shí)，傳感器可以安裝在垂直管道上，流向不限。若被測(cè)氣體中含有少量的液體，氣體流向應(yīng)由下向上。

測(cè)量液體流量時(shí)，液體流向應(yīng)由下向上：這樣不會(huì)將液體重量額外附加在探頭上。

7、傳感器在水平管道的側(cè)裝。

無(wú)論測(cè)量何種流體，傳感器可以在水平管道上側(cè)裝，特別是測(cè)量過(guò)熱蒸汽，飽和蒸汽和低溫液體，若條件允許*好采用側(cè)裝，這樣流體的溫度對(duì)放大器的影響較小。

8．傳感器在水平管道的倒裝。

一般情況下不推薦用此安裝方法。此安裝方法不適用于測(cè)量一般氣體、過(guò)熱蒸汽?？捎糜跍y(cè)量飽和蒸汽，適用于測(cè)量高溫液體或需經(jīng)常清洗管道的情況。

9．傳感器在有保溫層管道上的安裝。

測(cè)量高溫蒸汽時(shí)，保溫層*多不能超過(guò)支架高度的三分之一。

10．測(cè)壓點(diǎn)和測(cè)溫點(diǎn)的選擇。

根據(jù)測(cè)量的需要，需在傳感器附近測(cè)量壓力和溫度時(shí)，測(cè)壓點(diǎn)應(yīng)在傳感器下游的3-5D處，測(cè)溫點(diǎn)應(yīng)在傳感器下游的6-8D處。

壓縮空氣流量計(jì)安裝注意事項(xiàng)

專用法蘭與直管段焊接時(shí)不能帶著傳感器焊接。

安裝時(shí)應(yīng)使傳感器的流向標(biāo)志與管道內(nèi)流體流向一致。

傳感器安裝前，法蘭凹槽內(nèi)必須放好密封圈。壓力和溫度測(cè)量點(diǎn)的位置，取壓點(diǎn)在傳感器下游3～5DN處，測(cè)溫點(diǎn)在下游5～8DN處。

測(cè)量高溫介質(zhì)時(shí)，切勿用隔熱材料把傳感器連接桿周圍包起來(lái)。

連接傳感器的屏蔽電纜走向，應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁場(chǎng)的干擾場(chǎng)合。絕對(duì)不允許與高壓電纜一起敷設(shè)，屏蔽電纜要盡量縮短，并且不得盤(pán)卷，以減少分布電感，*大長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)200米。

安裝傳感器前，管道必須進(jìn)行清洗。沖掉管內(nèi)的雜質(zhì)，避免通流后堵塞傳感器。測(cè)量液體的管道必須充滿被測(cè)液體，防止氣泡的干擾。