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中文名稱：渦街流量計

英文名稱：vortex-shedding flowmeter

定     義：在流體中安放一個非流線型旋渦發(fā)生體，使流體在發(fā)生體兩側(cè)交替地分離，釋放出兩串規(guī)則地交錯排列的旋渦，且在一定范圍內(nèi)旋渦分離頻率與流量成正比的流量計。

渦街流量計主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量，如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。其特點是壓力損失小，量程范圍大，精度高，在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無可動機械零件，因此可靠性高，維護量小。儀表參數(shù)能*穩(wěn)定。渦街流量計采用壓電應力式傳感器，可靠性高，可在-20℃～+250℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。有模擬標準信號也有數(shù)字脈沖信號輸出，容易與計算機等數(shù)字系統(tǒng)配套使用，是一種比較*、理想的測量儀器。

渦街流量計是綜合吸收發(fā)達國家*技術和總結多年研究生產(chǎn)經(jīng)驗的基礎上進行精心設計的產(chǎn)品，實現(xiàn)了產(chǎn)品智能化、標準化、系列化、通用化、生產(chǎn)模具化、確保產(chǎn)品質(zhì)量的美觀性。該產(chǎn)品具有電路*、功耗微低、量程比寬、結構簡單、阻力損失小、堅固耐用、用途廣、使用壽命長、工作穩(wěn)定、便于安裝調(diào)試等特點。

原理

　　在流體中設置三角柱型旋渦發(fā)生體，則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡門旋渦，如右圖所示，旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。

　　參數(shù)及要求

　　◆測量介質(zhì)： 氣體、液體、蒸氣

　　◆連接方式：法蘭卡裝式、法蘭式、插入式

　　◆口徑規(guī)格： 法蘭卡裝式口徑選擇 25,32,50,80,100

　　◆法蘭連接式口徑選擇 100,150,200

◆流量測量范圍 正常測量流速范圍 雷諾數(shù)1.5×104～4×106；氣體5～50m/s; 液體0.5～7m/s

　　正常測量流量范圍 液體、氣體流量測量范圍見表2； 蒸氣流量范圍見表3

　　◆測量精度 1.0級 1.5級

　　◆被測介質(zhì)溫度：常溫–25℃～100℃

　　◆高溫-25℃～150℃ -25℃～250℃～350℃

◆輸出信號 脈沖電壓輸出信號 高電平8～10V 低電平0.7～1.3V

　　◆脈沖占空比約50%,傳輸距離為100m

　　◆脈沖電流遠傳信號 4～20 mA,傳輸距離為1000m

　　◆儀表使用環(huán)境 溫度:-25℃～+55℃ 濕度:5～90% RH50℃

　　◆材質(zhì) 不銹鋼, 鋁合金

　　◆電源 DC24V或鋰電池3.6V

　　◆防爆等級 本安型iaIIbT3-T6

　　防護等級 IP65 渦街流量計是根據(jù)卡門（Karman）渦街原理測量氣體、蒸汽或液體的體積流量、標況的體積流量或質(zhì)量流量的體積流量計。并可作為流量變送器應用于自動化控制系統(tǒng)中。

　　該儀表采用*的差動技術，配合隔離、屏蔽、濾波等措施，克服了同類產(chǎn)品抗震性差、小信號數(shù)據(jù)紊亂等問題，并采用了*的傳感器封裝技術和防護措施，保證了產(chǎn)品的可靠性。產(chǎn)品有基本型和復合型兩種型式，基本型測量單*量信號；復合型可同時實現(xiàn)溫度、壓力、流量的測量。每種型式都有整體、分體結構，以適應不同的安裝環(huán)境。

　　渦街流量計的測量原理飽和蒸汽流量測量在80年代人們普遍采用標準孔板流量計，但從流量儀表發(fā)展狀況來看，孔板流量計盡管其歷史悠久、應用范圍廣；人們對它的研究也zui充分，試驗數(shù)據(jù)zui完善，但用標準孔板流量計來測量飽和蒸汽流量，它仍存在一些不足之處：其一，壓力損失較大；其二，導壓管、三組間及連接接頭容易泄漏；其三，量程范圍小，一般為3比1，對流量波動較大易造成測量值偏低。而渦街流量計具有結構簡單，渦街變送器直接安裝于管道上，克服了管路泄漏現(xiàn)象。另外，渦街流量計的壓力損失較小，量程范圍寬，對飽和蒸汽測量量程比可達30比1。因此，隨著渦街流量計測量技術的成熟，渦街流量計的使用越來越受到人們的青睞。

　　渦街流量計是應用流體振蕩原理來測量流量的，流體在管道中經(jīng)過渦街流量變送器時，在三角柱的旋渦發(fā)生體后上下交替產(chǎn)生正比于流速的兩列旋渦，旋渦的釋放頻率與流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度及旋渦發(fā)生體特征寬度有關，可用下式表示：

　　f=Stv/d

　　式中:f為旋渦的釋放頻率，Hz；v為流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度，m/s；d為旋渦發(fā)生體特征寬度，m；St為斯特羅哈數(shù)，無量綱，它的數(shù)值范圍為0.14－0.27。

　　St是雷諾數(shù)的函數(shù)，St=f（l/Re）。

　　當雷諾數(shù)Re在102~105范圍內(nèi)，St值約為0.2，因此，在測量中，要盡量滿足流體的雷諾數(shù)在102~105，旋渦頻率f=0.2v/d。

　　由此可知，通過測量旋渦頻率就可以計算出流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度v，再由式q=vA可以求出流量q，其中A為流體流過旋渦發(fā)生體的截面積。

功能

1、表體中同時集成溫壓補償補償功能，可測量流體的標準體積流量或標準質(zhì)量流量。

2、 全智能化、數(shù)字化電路設計，可自動補償被測流體密度或標況體積計算。

3、 全新的數(shù)字濾波和修正功能使流量測量更加精準可靠。

4、 電池供電型無需外接電源既可連續(xù)工作兩年以上。

5、 全新點陣漢字液晶顯示，使用操作更方便。

安裝條件

　　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。

　  傳感器應安裝在水平、垂直或傾斜（流體的流向自下而上）的與其公稱通徑相應的管道上。

　　傳感器應避免安裝在有機械振動的管道上。當振動不可避免時，應考慮在距傳感器前后約2DN處的直管段上加固定支撐架。

　　傳感器應避免安裝在有較強電磁場干擾、有熱輻射、有腐蝕性氣體、空間小和維修不方便的場所。

　　被測介質(zhì)含有較多雜質(zhì)時，應在傳感器上游直管段要求的長度以外加裝過濾器。

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

　　直管段內(nèi)徑盡可能與傳感器通徑*，若不能*，應采用比傳感器通徑略大的管徑，誤差要≤3%并不超過5mm。

　　安裝步驟要求

　　將配備的法蘭分別焊接到上下游直管段上，使法蘭和直管段的內(nèi)徑嚴格垂直與同心。

　　將傳感器夾在焊有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。

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

　　傳感器及管道必要時應良好接地，接地電阻≤10Ω。

　　傳感器上、下游直管段長度的要求

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

　　l 測量高溫介質(zhì)時，切勿用隔熱材料把傳感器連接桿周圍包起來。

　　l 連接傳感器的屏蔽電纜走向，應盡可能遠離強電磁場的干擾場合。不允許與高壓電纜一起敷設，屏蔽電纜要盡量縮短，并且不得盤卷，以減少分布電感，zui大長度不應超過200米。

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

測量氣體的管道為防止儲積液的干擾。安裝位置如圖五所示。高溫高壓下更換探頭體時，必須安全操作，做好高溫防護。降溫降壓后在安全條件下方可更換探頭。

產(chǎn)品選型

選擇渦街流量計所需要的參數(shù)：

　　1、管道的口徑

　　2、被測介質(zhì)的名稱（蒸汽要注明是飽和蒸汽還是過熱蒸汽）

　　3、被測介質(zhì)的工作壓力

　　4、被測介質(zhì)的工作溫度

　　5、被測介質(zhì)的工作流量

　　飽和蒸汽密度、壓力、溫度一覽表