渦街式流量計

渦街式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(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)能長期穩(wěn)定。渦街流量計采用壓電應力式傳感器,可靠性高,可在-2℃～+25℃的工作溫度范圍內工作。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,是一種比較的流量儀表。

渦街式流量計原理
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U ，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=SrU/d=SrU/md 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?。ǎ?br />式中　　U--旋渦發(fā)生體兩側平均流速，m/s；
　　　　 Sr--斯特勞哈爾數(shù)；
　　　　 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]- 　　　　　　　　　　　　　　　　 ()
式中 K--流量計的儀表系數(shù)，脈沖數(shù)/m（P/m）。
　　 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(shù)有關。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，圖2所示為圓柱狀旋渦發(fā)生體的斯特勞哈爾數(shù)與管道雷諾數(shù)的關系圖。由圖可見，在ReD=2×4～7×6范圍內，Sr可視為常數(shù)，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 (4)
式中 qVn，qV--分別為標準狀態(tài)下（oC或2oC，.25kPa）和工況下的體積流量，m/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(shù)。
　　 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(shù)在一定雷諾數(shù)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。
　　 渦街式流量計是依據(jù)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。
　　 為提高渦街式流量計的耐高溫及抗振動性能，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（5℃）、強振動（≤g）的惡劣工況下使用。
　　 在實際應用中，往往流量遠低于儀表的上限值，隨著負荷的變化，最小流量又往往會低于儀表的下限值，儀表并非工作在它工作段，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5D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/，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 25,2,5,8,
◆法蘭連接式口徑選擇 ,5,2
◆流量測量范圍 正常測量流速范圍 雷諾數(shù).5×4～4×6；氣體5～5m/s; 液體.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
◆測量精度 .級 .5級
◆被測介質溫度:常溫–25℃～℃
◆高溫–25℃～5℃ -25℃～25℃
◆輸出信號 脈沖電壓輸出信號 高電平8～V 低電平.7～.V
◆脈沖占空比約5%,傳輸距離為m
◆脈沖電流遠傳信號 4～2 mA,傳輸距離為m
◆儀表使用環(huán)境 溫度:-25℃～+55℃ 濕度:5～% RH5℃
◆材質 不銹鋼, 鋁合金
◆電源 DC24V或鋰電池.6V
◆防爆等級 本安型iaIIbT-T6
◆防護等級 IP65
渦街式流量計產品選型

儀表的正確安裝是保障儀表正常運行的重要環(huán)節(jié)，若安裝不當，輕則影響儀表的使用精度，重則會影響儀表的使用壽命，甚至會損壞儀表。

（一） 安裝環(huán)境要求：

． 盡可能避開強電設備、高頻設備、強開關電源設備。儀表的供電電源盡可能與這些設備分離。

2． 避開高溫熱源和輻射源的直接影響。若必須安裝，須有隔熱通風措施。

． 避開高濕環(huán)境和強腐蝕氣體環(huán)境。若必須安裝，須有通風措施。

4． 渦街流量儀表應盡量避免安裝在振動較強的管道上。若必須安裝，須在其上下游2D處加設管道緊固裝置，并加防振墊，加強抗振效果。

5． 儀表安裝在室內，安裝在室外應注意防水，特別注意在電氣接口處應將電纜線彎成U形，避免水順著電纜線進入放大器殼內。

6． 儀表安裝點周圍應該留有較充裕的空間，以便安裝接線和定期維護。

（二） 儀表管道安裝要求：
渦街流量儀表對安裝點的上下游直管段有一定要求，否則會影響介質在管道中的流場，影響儀表的測量精度。儀表的上下游直管段長度要求見圖

DN為儀表工稱口徑 單位:mm

注:調節(jié)閥盡可能不安裝在渦街流量儀表的上游,而應安裝在渦街流量儀表的下游D處。上、下游配管內徑應相同。如有差異，則配管內徑Dp與渦街儀表表體內徑Db,應滿足以下關系

.8Db≤Dp≤.5Db

上、下游配管應與流量儀表表體內徑同心，它們之間的不同軸度應小于.5Db
儀表與法蘭之間的密封墊，在安裝時不能凸入管內，其內徑應比表體內徑大-2mm
測壓孔和測溫孔的安裝設計。被測管道需要安裝溫度和壓力變送器時，測壓孔應設置在下游-5D處，測溫孔應設置在下游6-8D處，見圖。D為儀表工稱口徑，單位：mm
儀表在在管道上可以水平、垂直或傾斜安裝。
測量氣體時，在垂直管道安裝儀表，氣體流向不限。但若管道內含少量液體，為了防止液體進入儀表測量管，氣流應自下而上流動，如圖（四）a所示
測量液體時，為了保證管內充滿液體，所以在垂直或傾斜管道安裝儀表時，應該保證液體流動方向從下而上。若管道內含少量氣體，為了防止氣體進入儀表測量管，儀表應安裝在管線的較低處
如圖所示