渦街流量計(jì)

 

渦街流量計(jì)原理：

在流體中設(shè)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，如圖示，旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對(duì)稱地排列。設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測(cè)介質(zhì)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(guān)系式：
f=SrU1/d=SrU/md（1）
式中U1－－旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速，m/s；
Sr－－斯特勞哈爾數(shù)；
m－－旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比。
管道內(nèi)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(jì)的儀表系數(shù)，脈沖數(shù)/m3（P/m3）。
K除與旋渦發(fā)生體、管道的幾何尺寸有關(guān)外，還與斯特勞哈爾數(shù)有關(guān)。斯特勞哈爾數(shù)為無量綱參數(shù)，它與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數(shù)有關(guān)。

 

渦街流量計(jì)詳情：

渦街流量計(jì)便是依據(jù)卡門旋渦原理進(jìn)行封閉管道流體流量測(cè)量的新型流量計(jì)。因其具有良好的介質(zhì)適應(yīng)能力，無需溫度壓力補(bǔ)償即可直接測(cè)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(cè)量標(biāo)況體積流量和質(zhì)量流量，是節(jié)流式流量計(jì)的理想替代產(chǎn)品。

為提高渦街流量計(jì)的及抗振動(dòng)性能，我公司新近開發(fā)出了SDLU改進(jìn)型渦街流量傳感器，因其的結(jié)構(gòu)和選材使該傳感器可在高溫（350℃）、強(qiáng)振動(dòng)（≤1g）的惡劣工況下使用。在實(shí)際應(yīng)用中，往往大流量遠(yuǎn)低于儀表的上限值，隨著負(fù)荷的變化，小流量又往往會(huì)低于儀表的下限值，儀表并非工作在它的佳工作段，為了解決這一問題，通常采用在測(cè)量處縮徑提高測(cè)量處的流速，并選用較小口徑的儀表以利于儀表的測(cè)量，但是這種變徑方式在變徑管與儀表間有長(zhǎng)度為15D以上的直管段進(jìn)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(jié)構(gòu)尺寸小，僅為工藝管內(nèi)徑的1/3，與渦街流量計(jì)作成一體，不僅不需要另外附加一段直管段，還可以降低對(duì)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(jì)采用微功耗高新技術(shù)，采用鋰電池供電可不間斷運(yùn)行一年以上，節(jié)省了電纜和顯示儀表的采購安裝費(fèi)用，可就地顯示瞬時(shí)流量、累積流量等。溫度補(bǔ)償一體型渦街流量計(jì)還帶有溫度傳感器，可以直接測(cè)量出飽和蒸汽的溫度并計(jì)算出壓力，從而顯示飽和蒸汽的質(zhì)量流量。溫壓補(bǔ)償一體型帶有溫度、壓力傳感器，用于氣體流量測(cè)量可直接測(cè)量出氣體介質(zhì)的溫度和壓力，從而顯示氣體的標(biāo)況體積流量。

 

渦街流量計(jì)信息：

◆測(cè)量介質(zhì)：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(cè)量范圍正常測(cè)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；
◆測(cè)量精度1.0級(jí)-1.5級(jí)；
◆被測(cè)介質(zhì)溫度常溫–25℃～100℃；
◆高溫–25℃～150℃，-25℃～250℃；
◆輸出信號(hào)脈沖電壓輸出信號(hào)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(yuǎn)傳信號(hào)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(jí)本安型iaIIbT3-T6；
◆防護(hù)等級(jí)IP65。

 

 渦街流量計(jì)選型：

 

渦街流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)：

1，渦街流量計(jì)的大優(yōu)點(diǎn)是抗振性能特別好，無零點(diǎn)漂移，可靠性高。通過長(zhǎng)時(shí)間對(duì)渦街流量計(jì)進(jìn)行的大量波形分析和頻譜分析，設(shè)計(jì)出了佳的探頭形狀、壁厚，高度、探頭桿直徑及與之相配套的壓電晶體，采用先進(jìn)的數(shù)控車床進(jìn)行加工，確保加工的同軸度和光潔度等技術(shù)參數(shù)，配合的工藝處理，從而大限度的克服渦街流量計(jì)存在的固有自振蕩頻率對(duì)信號(hào)的影響這個(gè)通病。這是公司在制作渦街流量計(jì)方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使得公司出廠的渦街流量計(jì)具有量好的抗振動(dòng)能力。

2，渦街流量計(jì)的傳感器的通用性很強(qiáng)，從而使傳感器具有良好的互換性采用先進(jìn)數(shù)控設(shè)備加工傳感器的表體和旋渦發(fā)生體等，確保加工精度，從而使零部件（特別是旋渦發(fā)生體）的通用性強(qiáng)，從而真正做到不會(huì)因零部件的更換而影響傳感器的重復(fù)性和精度；能產(chǎn)生強(qiáng)大而穩(wěn)定的渦街信號(hào)。

3，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固，無可動(dòng)部件，可靠性高，使用維護(hù)方便。

4，檢測(cè)元件不與介質(zhì)接觸，性能穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)。傳感器采用檢測(cè)探頭與旋渦發(fā)生體分開安裝，而且的壓電晶體密封在檢測(cè)探頭內(nèi)，不與被測(cè)介質(zhì)接觸，所以渦街流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通用性好和穩(wěn)定性高的特點(diǎn)。

5，輸出與流量成正比的脈沖信號(hào)或模擬信號(hào)，無零點(diǎn)漂移，精度高，方便與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。

6，測(cè)量范圍寬，量程比可達(dá)1：10。

7，渦街流量計(jì)測(cè)量體積流量時(shí)不需補(bǔ)償，渦街輸出的信號(hào)實(shí)際上是與流速成線性關(guān)系的，也就是與體積流量成正比。壓力和溫度補(bǔ)償?shù)哪康氖菫榱说玫搅黧w的密度，乘以體積流量就得到質(zhì)量流量，若測(cè)量氣體的體積流量就不需要補(bǔ)償了。

8，壓力損失小。用口徑DN50的渦街流量計(jì)測(cè)量可燃?xì)怏w的流量，若管道內(nèi)的大流量Qmax＝200m3/h時(shí)，傳感器的壓力損失是：△P ＝1.08×10-6 ρv2（kPa）= 0.605 KPa。

9，在的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，流量特性不受流體壓力、溫度、黏度、密度、成分的影響，僅是與旋渦發(fā)生體的形狀和尺寸有關(guān)。

10，應(yīng)用范圍廣，蒸汽、氣體、液體流量均可測(cè)量。

 

渦街流量計(jì)技術(shù)參數(shù)：

●測(cè)量流體：飽和蒸汽、過熱蒸汽、氣體、液體（避免多相流）
●測(cè)量準(zhǔn)確度及重復(fù)性：

●測(cè)量范圍

●額定壓力：1.6MPa、2.5MPa、6.3MPa
●流體溫度：-40℃～250℃(普通型)，100℃～350℃(普通型)
●結(jié)構(gòu)類型：一體型渦街流量計(jì)
●結(jié)構(gòu)材質(zhì)

●工作電源

●輸出信號(hào)：脈沖輸出、4～20mA 電流輸出，RS485通訊等三種輸出可供選擇
●電氣接口：M20*1.5
●防護(hù)等級(jí)：IP65
●表體處理：傳感器表體采用不銹鋼噴砂，放大器外殼采用噴塑。
●環(huán)境溫度：-35℃～60℃（無LCD）、-5℃～60℃（帶LCD）
●相對(duì)濕度：5%～95℃

 

渦街流量計(jì)的安裝要求：

渦街流量計(jì)有許多種結(jié)構(gòu)形式，安裝、維修人員需要了解所裝儀表的具體結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)以及流量信號(hào)的轉(zhuǎn)換，了解信號(hào)傳輸過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，按產(chǎn)品說明書進(jìn)行安裝，以確保流量計(jì)的測(cè)量。
1、合理選擇安裝場(chǎng)所和環(huán)境
避開強(qiáng)電力設(shè)備，高頻設(shè)備，強(qiáng)電源開關(guān)設(shè)備；避開高溫?zé)嵩春洼椛湓吹挠绊?，避開強(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、上下游有足夠的直管段
若傳感器安裝點(diǎn)的上游有大于>15。漸縮管，則：上游直管段≥15D，下游直管段≥5D

 

若傳感器安裝點(diǎn)的上游有大于>15。漸擴(kuò)管，則：上游直管段≥18D，下游直管段≥5D

 

若傳感器安裝點(diǎn)的上游有90。彎頭或T形接頭，則：上游直管段≥20D，下游直管段≥5D

 

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
傳感器安裝點(diǎn)的上下游配管的內(nèi)徑應(yīng)與傳感器通徑相同，其應(yīng)滿足下式的要求：
0.98DN≤D≤1.05DN
式中：
DN----傳感器通徑；
D----配管內(nèi)徑。
傳感器與法蘭間的密封墊不能凸入管道內(nèi)，其內(nèi)徑可比傳感器通徑略大。
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)，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。

 

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、過熱蒸汽。可用于測(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。

 

渦街流量計(jì)的正確接線：

一般原則：在易受電噪聲干擾的場(chǎng)所，使用屏蔽電纜。屏蔽層應(yīng)可靠的接在放大器的接地螺絲上或在控制室接工作接地。在高溫或低溫環(huán)境中或者是現(xiàn)場(chǎng)空氣中含有油、溶劑或其他腐蝕性氣體時(shí)，要采用適合于這種場(chǎng)合的的屏蔽電纜。

渦街流量計(jì)頻率信號(hào)輸出的接線：

輸出頻率信號(hào)的流量計(jì)與其它設(shè)備之間采用三線制傳輸，供電電源為24VDC±10%（或12VDC），輸出回路的小負(fù)載電阻為10KΩ，大電容為0.2UF。

 

渦街流量計(jì)4-20mA信號(hào)輸出的接線：

輸出4-20mA信號(hào)的渦街流量計(jì)與其它設(shè)備之間采用二線制傳輸，供電電源為24VDC±10%，輸出回路的大負(fù)載電阻為600Ω。（包括電纜線的電阻）.

 

 

渦街流量計(jì)的結(jié)構(gòu)組成：

主要由轉(zhuǎn)換器（內(nèi)有放大板）、支架、旋渦發(fā)生器組件（內(nèi)有三角柱、探頭）和表體組成，如下圖所示：

 

安裝配套件有：凹*法蘭、長(zhǎng)螺栓、螺母等，如下圖所示：

 

渦街流量計(jì)的外形尺寸：