AECE威尔巴

新型插入式差压流量计        

威尔巴

wellbar R        Flowmeter

（选 型样 本）

Austrlia AECE

Call 00613 5275 7068

sales@aece.com.au www.aece.com.au

河        北        沃        得        威        尔        仪        器        仪        表        有        限        公        司        编译

目        录

Contents

一、概述         1

二、主要技术指标         1

三、测量原理及特性分析         1

四、标准型号选型及说明         6

五、技术参数及应用         7

六、引压管接头简介                 9 七、探头数量选择         10 八、选型应用案例         10 九、配套产品（选件）         13

十、传感器安装简介         15

十一、订货须知         15

AECE公司澳洲商业登记证

营业执照        代理授权书

www.asic.gov.au        www.qyxy.baic.gov.au        www.aece.com.au

AECE公司澳洲注册商标证

AECE公司ISO9001质量认证

传感器中国质检总局CPA认证

www.ipaustralia.gov.au        www.ccas-iso.com        www.aqsiq.gov.cn

一、概述

威尔巴（Wellbar）流量传感器是运用差压式的工作原理设计生产的一种新型插入式流量测量仪表，由一体化威尔巴传感器、差压变送器和流量积算仪等组成流量测量系统，也可与控制系统或计算机联网，进行流体流量测量与控制。智能一体化的流量测量装置可同时测量管道内流体的差压、压力、温度多变量信号，实现现场LCD显示和组态功能。同时显示瞬时累计流量、差压、温度、流速等参数。威尔巴传感器集中地反映均速管流量传感器的最新研究成果，传感器形状如子弹头，符合流体动力学原理，能产生精确、稳定的差压信号，强度高、不渗漏、防堵塞。具有测量精度高、可靠性、稳定性好等优点。可测量气体、液体、蒸汽和腐蚀性介质等多种流体，适应各种尺寸的圆管和矩形管道，应用于高温高压的场合。

二、主要技术指标

    测量精度：±1.0%； 重复精度：±0.1%；

    适用压力：0~20MPa，特殊应用可达40MPa； 适用温度：-80℃~550℃，特殊应用可达700℃；

测量上限：根据工艺要求及探头强度而定；

（图一）一体化威尔巴流量计

    测量下限：取决于测量最小差压要求（见下表），低于最小差压时，可采用特殊设计来满足要求；

    量程比：在保证精度为±1.0%时，量程比10：1，特殊场合可达20：1； 适用管径：12mm~15000mm；

    适用介质：满管、单向的气体、蒸汽以及粘度不大于10厘泊的液体；

    直管段要求：通常情况下前7D、后3D保证测量精度±1.0％ , 特殊情况采取多点组合横截面流速测量方式以及网格调直措施后，可无需直管段要求，测量精度也能达到±2％左右。

三、测量原理及特性分析

（一）工作原理

威尔巴流量传感器与差压变送器、流量积算仪等二次仪表（或其它监控系统）构成流量测量控制系统。在管道中插入威尔巴传感器，当流体流过传感器时，在其前部（迎流方向）产生一个高压分布区，在其后部产生一个低压分布区，如图（二） 所示，传感器在高压区开设有按一定规则排列的多对取压孔（一般为三对），分别测量流体每点上的压力，在其端部迎流方向测得流体的全压力即高压值P1（包括每点的动压力又称速度压力和静压力的平均值）；低压区的取压孔在其侧壁（顺流方向），仅测得流体的多点静压力的平均值，即低压值P2 。将P1与P2 分别引入差压变送器，测量出差压△P＝ P1－P2 ，故△P 反映了流体平均速度压力，即平均流速的大小，以此可推算出流体的流量。流量计算公式如下：

1、体积流量公式

2、质量流量公式

3、气体标准体积流量公式

式中： Q－工作状态下体积流量 ，m3/h M－质量流量 ，kg/h

×(Pa / Ta )

（1）

（2）

（3）

△P－差压 ，KPa

ρ－被测流体在工作状态下的密度， kg/m3

K －流量系数，其值与传感器结构、流体流动状态、管径大小等有关，由实验求得Y1－流体膨胀系数，其值与气体压力、流速、面积比、差压大小等有关，由实验求得D－被测管道的等效直径，mm

Pa －流体工作压力（绝对压力），KPa Ta －流体工作温度（热力学温度），K

可将式（1）、（2）、（3）简化为流量与差压平方根成比例的关系：

Q=C1

M=C2

Q20=C3

式中：C1－流量综合系数（与工作状态下体积流量对应）

C2－流量综合系数（与质量流量对应）

C3－流量综合系数（与气体标准体积流量对应）

（4）

（5）

（6）

从上述公式可知：当D、ρ、K、Y1、Pa、Ta 、ρ20已求得或给出时，便可从测得的差压△P推算出被测流体的流量。

（二） 定性分析

1.       设计特点

（1）                      特殊工艺的子弹头形状

威尔巴流量传感器采用截面形状如子弹头形的探头，一体化双腔不锈钢耐磨防腐金属结构，如图（二）所示。高压孔在探头前部形成较高的高压区，可阻止流体中的微粒进入取压孔，低压孔位于探头侧后两边，在流体与探头的分离点以前，可减少低压孔被堵塞的可能性。在探头前部金属的表面，进行了粗糙化处理，根据空气动力学原理，流体流过粗糙表面，形成一个稳定的紊流边界层，有利提高低流速状态的测量精度，使得流体在低流速时，探头仍可获得稳定精确的差压信号，从而延伸了传感器测量量程的下限，保持流量系数稳定。

涡流

部分真空和杂质聚集区

低压取压孔

低压分布区

前粗糙表面

高压取压孔流体方向

高压分布区

（图二）威尔巴流量传感器测量原理分析解图        威尔巴探头实体图

（2）                      显著的防堵效果

威尔巴流量传感器以其显著的防堵效果，彻底解决了其它均速管插入式流量传感器探头易堵塞的问题，使均速管流量 传感器的防堵水平达到了一个崭新局面。

首先威尔巴流量传感器（探头）的迎流面高压孔不会堵塞，在流量传感器刚投入运行时，流体在管道静压的作用下， 开始进入了探头的高压孔内腔，犹如带颈的瓶子放入水池灌满水一样，很快形成压力平衡状态，当压力平衡状态形成后， 流体不再进入高压孔，因遇到了进口处的高压而绕道而行。朝探头的两边分流渐开离去，在探头的后部形成一种涡流，一 般情况下，颗粒杂质在涡街牵引力的作用下，集中在探头的后部，正如秋风扫落叶，总是落在背风处一样，由于低压孔在 探头的两侧以及流体分离点和尾迹的前部，这样在低压孔处避开杂质聚集区，实现了本质防堵和涡流产生的信号波动。因 此，威尔巴流量传感器从根本上防止了堵塞，并由此产生一个非常稳定的差压信号。

（图三）流体轨迹分布示意图

2.       管道永久压损小，安装费用低，免维护

孔板所产生的压损为所测量差压值的60％，而威尔巴（Wellbar)流量传感器的永久压损仅为差压值的3％。

（1）压损比较：

节流元件压力损失所造成的功率损失公式：

W＝δ×Q W－ 功 率 损 失 δ－节流件的压损

Q－流经节流件的流体体积流量根据孔板的压力损失经验公式:

当β＝0.6时，δ＝0.6×△P β－孔板孔径比

△P－产生的差压δ－产生的压损

威尔巴流量传感器的压损:

δ≤0.03×△P

由以上公式可得，孔板产生的差压本身就比威尔巴流量传感器产生的差压大，同时其永久压力损失也不可避免达到差 压的60%，而威尔巴流量传感器由于阻流面积成倍减少，也使其永久压力损失几十倍的减少，只有差压的3%。