一體化渦街流量計主要用于工業(yè)管道介質流體的流量測量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質。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、粘度等參數的影響。無可動機械零件，因此可靠性高,維護量小。儀表參數能*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℃的工作溫度范圍內工作。有模擬標準信號,也有數字脈沖信號輸出,容易與計算機等數字系統(tǒng)配套使用,是一種比較*、理想的。 
 　

一體化渦街流量計原理

　　在流體中設置三角柱型旋渦發(fā)生體，則從旋渦發(fā)生體兩側交替地產生有規(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。
 

　　參數及要求
 

　　◆測量介質： 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
 

　　◆被測介質溫度:常溫–25℃～100℃
 

　　◆高溫–25℃～150℃ -25℃～250℃
 

　　◆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 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，克服了同類產品抗震性差、小信號數據紊亂等問題，并采用了*的傳感器封裝技術和防護措施，保證了產品的可靠性。產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^[5]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，試驗數據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，無量綱，它的數值范圍為0.14－0.27。St是雷諾數的函數，St=f（l/Re）。
 

　　當雷諾數Re在102~105范圍內，St值約為0.2，因此，在測量中，要盡量滿足流體的雷諾數在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。

[編輯本段]

渦街流量計的應用

　　1、
 

渦用流量計的選擇

　　（1）渦街流量變送器的選擇
 

　　我公司在飽和蒸汽測量中采用明通儀表有限公司生產的VA型壓電式渦街流量變送器，由于渦街流量計量程范圍寬，因此，在實際應用中，一般主要考慮測量飽和蒸汽的流量不得低于渦街流量計的下限，也就是說必須滿足流體流速不得低于5m/s。根據用汽量的大小選用不同口徑的渦街流量變送器，而不能以現有的工藝管道口徑來選擇變送器口徑。
 

　?。?）壓力補償壓力變送器的選擇
 

　　由于飽和蒸汽管路長，壓力波動較大，必須采用壓力補償，考慮到壓力、溫度及密度的對應關系，測量中只采用壓力補償即可，由于明通公司管道飽和蒸汽壓力在0.3－0.7MPa范圍，壓力變送器的量程選擇1MPa即可。
 

　?。?）顯示儀表選擇
 

　　顯示儀表智能流量顯示儀，具有溫壓補償、瞬時流量顯示和累積流量積算功能。
 

　　2、
 

渦街流量計的多數設定

　?。?）儀表系統(tǒng)的設定，合肥儀表總廠需設定的儀表
 

　　系數K可用下式表示：
 

　　K= 1000/K0
 

　　式中：K0為渦街發(fā)生體在出廠時標定的儀表常數，L/脈沖；k的單位為脈沖數/m3。
 

　?。?）壓力補償壓力變送器的量程設定。
 

　　（3）壓力、流量報警上限設定。
 

　　3、渦街流量計的安裝
 

　?。?）渦街流量計盡量安裝在遠離振動源和電磁干擾較強的地方，振動存在的地方必須采用減振裝置，減少管道受振動的影響。
 

　　（2）直管段的配置，前后直管段要滿足渦街流量計的要求，所配管道內徑也必須和渦街流量變送器內徑*。
 

　　4、渦街流量計使用注意事項
 

　　盡量減少管道內汽錘對渦街發(fā)生體的沖擊。振動較大而又無法消除時，不宜采用渦街流量計
 

　　※原理
 

　　在流體中設置三角柱型旋渦發(fā)生體，則從旋渦發(fā)生體兩側交替地產生有規(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。
 

　　設旋渦的發(fā)生頻率為f，被測介質平均流速為 ，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，即可得到以下關系式：
 

　　f=SrU1/d=SrU/md （1）
 

　　式中　U1--旋渦發(fā)生體兩側平均流速，m/s；
 

　　Sr--斯特勞哈爾數；
 

　　m--旋渦發(fā)生體兩側弓形面積與管道橫截面面積之比
 

　　管道內體積流量qv為
 

　　qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr （2）
 

　　K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 （3）
 

　　式中 K--流量計的儀表系數，脈沖數/m3（P/m3）。
 

　　K除與旋渦發(fā)生體、管道的幾何尺寸有關外，還與斯特勞哈爾數有關。斯特勞哈爾數為無量綱參數，它與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數有關，圖2所示為圓柱狀旋渦發(fā)生體的斯特勞哈爾數與管道雷諾數的關系圖。由圖可見，在ReD=2×104～7×106范圍內，Sr可視為常數，這是儀表正常工作范圍。當測量氣體流量時，VSF的流量計算式為圖2 斯特勞哈爾數與雷諾數關系曲線式中 qVn，qV--分別為標準狀態(tài)下（0oC或20oC，101.325kPa）和工況下的體積流量，m3/h；
 

　　Pn，P--分別為標準狀態(tài)下和工況下的壓力，Pa；
 

　　Tn，T--分別為標準狀態(tài)下和工況下的熱力學溫度，K；
 

　　Zn，Z--分別為標準狀態(tài)下和工況下氣體壓縮系數。
 

　　由上式可見，VSF輸出的脈沖頻率信號不受流體物性和組分變化的影響，即儀表系數在一定雷諾數范圍內僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關。但是作為流量計在物料平衡及能源計量中需檢測質量流量，這時流量計的輸出信號應同時監(jiān)測體積流量和流體密度，流體物性和組分對流量計量還是有直接影響的。
 

　　渦街流量計便是依據卡門旋渦原理進行封閉管道流體流量測量的新型流量計。因其具有良好的介質適應能力，無需溫度壓力補償即可直接測量蒸汽、空氣、氣體、水、液體的工況體積流量，配備溫度、壓力傳感器可測量標況體積流量和質量流量，是節(jié)流式流量計的理想替代產品。
 

　　為提高渦街流量計的耐高溫及抗振動性能，我公司新近開發(fā)出了SDLU改進型渦街流量傳感器，因其*的結構和選材使該傳感器可在高溫（350℃）、強振動（≤1g）的惡劣工況下使用。
 

　　在實際應用中，往往zui大流量遠低于儀表的上限值，隨著負荷的變化，zui小流量又往往會低于儀表的下限值，儀表并非工作在它的*工作段，為了解決這一問題，通常采用在測量處縮徑提高測量處的流速，并選用較小口徑的儀表以利于儀表的測量，但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長度為15D以上的直管段進行整流，使加工、安裝都不方便。我公司研制的縱斷面形狀為圓弧的LGZ變徑整流器，具有整流、提高流速及改變流速分布多重作用，其結構尺寸小，僅為工藝管內徑的1/3，與渦街流量計作成一體，不僅不需要另外附加一段直管段，還可以降低對工藝管直管段的要求，安裝非常方便。
 

　　為了使用方便，電池供電的本地顯示型渦街流量計采用微功耗*，采用鋰電池供電可不間斷運行一年以上，節(jié)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。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。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。
 

　　◆測量介質：氣體、液體、蒸氣
 

　　◆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
 

　　◆被測介質溫度:常溫–25℃～100℃
 

　　◆高溫–25℃～150℃ -25℃～250℃
 

　　◆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