二、工作原理：
天然氣流量表工作原理是由設計在流場中的旋渦發生體、檢測探頭及相應的電子線路等組成。當流體流經旋渦發生體時，它的兩側就形成了交替變化的兩排旋渦，這種旋渦被稱為卡門渦街。在卡門渦街理論的基礎上又提出了卡門渦街的頻率與流體的流速成正比，并給出了頻率與流速的關系式：f = St × V/d 式中:
f 渦街發生頻率 （Hz）
V 旋渦發生體兩側的平均流速（m/s ）
St 斯特羅哈爾系數（常數）
這些交替變化的旋渦就形成了一系列交替變化的負壓力，該壓力作用在檢測探頭上，便產生一系列交變電信號，經過前置放大器轉換、整形、放大處理后，輸出與旋渦同步成正比的脈沖頻率信號（或標準信號）。
三、流量計使用選擇及應用：
1、為了使用方便，電池供電型采用微功耗*，采用鋰電池供電可不間斷運行一年以上，節省了電纜和顯示儀表的采購安裝費用，可就地顯示瞬時流量、累積流量等。
2、溫度補償一體型渦街流量計還帶有溫度傳感器，可以直接測量出飽和蒸汽的溫度并計算出壓力，從而顯示飽和蒸汽的質量流量。
3、溫壓補償一體型帶有溫度、壓力傳感器，用于氣體流量測量可直接測量出氣體介質的溫度和壓力，從而顯示氣體的標況體積流量。
4、廣泛應用于石油、化工、冶金、機械、造紙，以及城市管道供熱、供水、煤氣等行業的各種低黏度液體、氣體、蒸汽等單相流體的工藝計量和節能管理。
四、天然氣流量表主要特點：
1、可在很寬的流量范圍內精確測量氣體、液體和蒸汽的流量而不受流體物理性質的影響；
2、不受溫度、壓力的影響，同時不易堵，不易卡，不易結垢，耐高溫，高壓；
3、安全防爆，適用于惡劣環境；
4、無可動部件、無孔洞縫隙設計，產品無磨損、耐臟污，無須機械維修，使用壽命長；
5、采用微功耗*,電池供電的現場顯示型流量計,可不斷電運行兩年以上；
6、溫壓補償一體化設計；
7、電流輸出均為電隔離型,具有良好的共模干擾抑制能力；
8、同時顯示流量值與累計流量值,不必輪流切換；
9、采用抗振動探頭，有效消除外界振動影響；
10、采用分體式信號轉換器，電纜最長100米；
11、量程比寬達20：1；
12、儀表整體結構設計合理，動態測量范圍寬，壓力損失小；
13、表體采用不銹鋼材質，可適用于腐蝕性介質的測量；
14、天然氣流量表現場液晶顯示，脈沖、4～20mA輸出或485通迅，可與工業自動化系統連接。
五、
天然氣流量表主要技術指標表 ( 一 )
| 公稱通徑 (mm) | 25 ， 40 ， 50 ， 65 ， 80 ， 100 ， 125 ， 150 ， 200 ， 250 ， 300 ， (300 ～ 1000 插入式 ) |
| 公稱壓力 (MPa) | DN25-DN200 4.0(>4.0 協議供貨 ) ， DN250-DN300 1.6(>1.6 協議供貨 ) |
| 介質溫度 (℃) | 壓電式： -40 ～ 260 ， -40 ～ 320 ；電容式： -40 ～ 300, -40 ～ 400 ， -40 ～ 450 （協議訂貨） |
| 本體材料 | 1Cr18Ni9Ti ， ( 其它材料協議供貨 ) |
| 允許振動加速度 | 壓電式 : 0.2g 電容式 :1.0 ～ 2 .0g |
| 精確度 | ±1%R ， ±1.5%R ， ±1FS ；插入式： ±2.5%R ， ±2.5%FS |
| 范圍度 | 1 ： 6 ～ 1 ： 30 |
| 供電電壓 | 傳感器： +12V DC ， +24V DC ；變送器： +12V DC ， +24V DC ；電池供電型： 3.6V 電池 |
| 輸出信號 | 方波脈沖 ( 不包括電池供電型 ) ：高電平 ≥5V ，低電平 ≤1V ；電流： 4 ～ 20mA |
| 壓力損失系數 | 符合 JB/T9249 標準 Cd≤2.4 |
| 防爆標志 | 本安型： ExdⅡia CT2-T5 隔爆型： ExdⅡCT2-T5 |
| 防護等級 | 普通型 IP65 潛水型 IP68 |
| 環境條件 | 溫度 -20℃ ～ 55℃ ，相對濕度 5% ～ 90% ，大氣壓力 86 ～ 106kPa |
| 適用介質 | 氣體、液體、蒸汽 |
| 傳輸距離 | 三線制脈沖輸出型： ≤ 300m ，兩線制標準電流輸出型 (4 ～ 20mA) ：負載電阻 |
1 ．氣體： 常溫常壓空氣， t= 20℃ ， P=0.1MPa （絕壓）， ρ= 1.205 kg /m 3 ， υ=15×10 -6 m 2 /s 。
2 ．液體： 常溫水， t= 20℃ ， ρ= 998.2kg /m 3 ， υ=1.006×10 -6 m 2 /s 。
（二）天然氣流量表確定流量范圍和儀表口徑的基本步驟：
1 ． 明確以下工作參數。
（ 1 ）被測介質的名稱、組份
（ 2 ）工作狀態的最小、常用、流量
（ 3 ）介質的、常用、壓力和溫度
（ 4 ）工作狀態下介質的粘度
2 ． 渦街流量儀表測量的是介質的工作狀態體積流量，因此應先根據工藝參數求出介質的工作狀態體積流量 , 相關公式如下：
（ 1 ）已知氣體標準狀態體積流量，可通過以下公
式求出工況體積流量
公式（ 3 ）
(2) 已知氣體標準狀態密度ρ，可通過以下公
式求出工況密度
公式（ 4 ）
（ 3 ）已知質量流量 Q m 換算為體積流量 Q v
公式（ 5 ）
式中：
Q v ： 介質在工況狀態下的體積流量 (m 3 /h)
（ Q v = 3600f /K K: 儀表系數 ）
Q o ： 介質在標準狀態下的體積流量 (Nm 3 /h)
Q m ： 質量流量 (t/h)
ρ： 介質在工況狀態下的密度 (kg/m 3 )
ρ o ：介質在標準狀態下的密度 (kg/m 3 ) ，常用氣體介質的標準狀態密度，見表（三）
P ： 工況狀態表壓 (MPa)
t ： 工況狀態溫度 (℃)
3 ．儀表下限流量的確定。渦街流量儀表的上限適用流量一般可不計算，渦街流量儀表口徑的選擇主要是對流量下限的計算。下限流量的計算應該滿足兩個條件：最小雷諾數不應低于界限雷諾數（ Re=2×10 4 ）；對于應力式渦街流量儀表在下限流量時產生的旋渦強度應大于傳感器旋渦強度的允許 值（旋渦強度與升力 ρ v 2 成比例關系）。這些條件可表示如下：
由密度決定的工況可測下限流量：
由運動粘度決定的線性下限流量：
公式（ 7 ）
式中：
Q ρ ：滿足旋渦強度要求的最小體積流量 (m 3 /h)
ρ 0 : 參比條件下介質的密度
Q υ : 滿足最小雷諾數要求的最小線性體積流量 (m 3 /h)
ρ : 被測介質工況密度（ kg/m 3 ）
Q 0 : 參比條件下儀表的最小體積流量
(m 3 /h)
υ : 工作狀態下介質的運動粘度 (m 2 /s)
υ o : 參比條件下介質的 運動粘度 (m 2 /s)
通過 公式（ 6 ）、（ 7 ）計算出 Q ρ 和 Q ν 。 比較 Q ρ 和 Q ν ， 確定流量儀表可測下限流量和線性下限流量：
Q υ ≥ Q ρ ：可測流量范圍為 Q ρ ～ Qmax , 線性流量范圍為 Q υ ～ Qmax
Q υ < Q ρ ：可測流量范圍和 線性流量范圍為
Q ρ ～ Qmax
Qmax ：渦街流量儀表的上限體積流量 (m 3 /h)
公式（ 6 ） 4 ．儀表上限流量以表 ( 二 ) 中的上限流量為準 . 氣體的上限流速應該小于 70m /s, 液體的上限流速應該小于 7m /s
5 ． 當 用戶測量的介質為蒸汽時，常采用的計量單位是質量流量，即： t/h 或 Kg/h 。由于蒸汽（過熱蒸汽和飽和蒸汽）在不同溫度和壓力下的密度是不同的，因此蒸汽流量范圍的確定可由公式 (8) 進行計算得出
公式（ 8 ）
式中：
ρ ： 蒸汽的密度（ kg/m 3 ）
ρ 0 ： 1.205kg /m 3
Q 蒸汽 ：蒸汽質量流量（ t/h ）
6 ．計算壓力損失，檢測 壓力損失對工藝管線是否有影響 ，公式 ( 單位： Pa) ：
Δ p= Cd ρ V 2 /2 公式（ 9 ）
式中：
p 0 ：工作溫度下液體的飽和蒸汽壓（ Pa 絕壓）
Po: 流體的蒸汽壓力 (Pa 絕壓 )
8 ． 渦街流量計不適合測量高粘度液體。當計算出的可測流量下限不滿足設計工藝要求時，應該考慮選用其它類型流量計。
9 ．通過計算如果有兩種口徑都可滿足要求，為了提高測量效果、降低造價，應選用口徑較小的表。應該注意的是，盡可能使常用量處在流量范圍上限的 1/2 ～ 2/3
Δ p: 壓力損失（ Pa ） Cd ：壓力損失系數
表 ( 二 ) 天然氣流量表 參比條件下渦街流量傳感器工況流量范圍表
| 儀表口徑 (mm) | 液體 | 氣體 | ||
| 測量范圍 (m 3 /h) | 輸出頻率范圍 (Hz) | 測量范圍 (m 3 /h) | 輸出頻率范圍 (Hz) | |
| 25 | 1.2 ～ 16 | 25 ～ 336 | 8.8 ～ 55 | 190 ～ 1140 |
| 40 | 2 ～ 40 | 10 ～ 200 | 27 ～ 205 | 140 ～ 1040 |
| 50 | 3 ～ 60 | 8 ～ 160 | 35 ～ 380 | 94 ～ 1020 |
| 80 | 6.5 ～ 130 | 4.1 ～ 82 | 86 ～ 1100 | 55 ～ 690 |
| 100 | 15 ～ 220 | 4.7 ～ 69 | 133 ～ 1700 | 42 ～ 536 |
| 150 | 30 ～ 450 | 2.8 ～ 43 | 347 ～ 4000 | 33 ～ 380 |
| 200 | 45 ～ 800 | 2 ～ 31 | 560 ～ 8000 | 22 ～ 315 |
| 250 | 65 ～ 1250 | 1.5 ～ 25 | 890 ～ 11000 | 18 ～ 221 |
| 300 | 95 ～ 2000 | 1.2 ～ 24 | 1360 ～ 18000 | 16 ～ 213 |
| (300) | 100 ～ 1500 | 5.5 ～ 87 | 1560 ～ 15600 | 85 ～ 880 |
| (400) | 180 ～ 3000 | 5.6 ～ 87 | 2750 ～ 27000 | 85 ～ 880 |
| (500) | 300 ～ 4500 | 5.6 ～ 88 | 4300 ～ 43000 | 85 ～ 880 |
| (600) | 450 ～ 6500 | 5.7 ～ 89 | 6100 ～ 61000 | 85 ～ 880 |
| (800) | 750 ～ 10000 | 5.7 ～ 88 | 11000 ～ 110000 | 85 ～ 880 |
| (1000) | 1200 ～ 1700 | 5.8 ～ 88 | 17000 ～ 170000 | 85 ～ 880 |
| >(1000) | 協議 | 協議 | ||
表 ( 三 ) 天然氣流量表 常用氣體介質的標準狀態密度（ 0℃ ，絕壓 P=0.1MPa ）
| 氣體名稱 | 密度 (kg/m 3 ) | 氣體名稱 | 密度 (kg/m 3 ) |
| 空氣 ( 干 ) | 1.2928 | 乙炔 | 1.1717 |
| 氮氣 | 1.2506 | 乙烯 | 1.2604 |
| 氧氣 | 1.4289 | 丙烯 | 1.9140 |
| 氬氣 | 1.7840 | 甲烷 | 0.7167 |
| 氖氣 | 0.9000 | 乙烷 | 1.3567 |
| 氨氣 | 0.7710 | 丙烷 | 2.0050 |
| 氫氣 | 0.08988 | 丁烷 | 2.7030 |
| 一氧化碳 | 1.97704 | 天然氣 | 0.8280 |
| 二氧化碳 | 1.3401 | 煤制氣 | 0.8020 |
環保在線