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，如右圖所示，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)，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(guān)系圖。由圖可見，在ReD=2×104～7×106范圍內(nèi)，Sr可視為常數(shù)，這是儀表正常工作范圍。當(dāng)測(cè)量氣體流量時(shí)，VSF的流量計(jì)算式為
斯特勞哈爾數(shù)與雷諾數(shù)關(guān)系曲線式中qVn，qV--分別為標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的壓力，Pa；
Tn，T--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的熱力學(xué)溫度，K；
Zn，Z--分別為標(biāo)準(zhǔn)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(hào)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(nèi)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān)。但是作為流量計(jì)在物料平衡及能源計(jì)量中需檢測(cè)質(zhì)量流量，這時(shí)流量計(jì)的輸出信號(hào)應(yīng)同時(shí)監(jiān)測(cè)體積流量和流體密度，流體物性和組分對(duì)流量計(jì)量還是有直接影響的。 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)的耐高溫及抗振動(dòng)性能，我公司新近開發(fā)出了HLUG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適合工作段，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，但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長度為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*，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)-技術(shù)參數(shù)

測(cè)量介質(zhì)： 液體、氣體、蒸汽
介質(zhì)粘度： 小于10cp
介質(zhì)溫度： -50℃——+350℃
本體材料： 1Cr18Ni9Ti(其他材料協(xié)議供貨)
傳感器密封： 石墨墊片（特殊根據(jù)要求）
環(huán)境溫度： -30℃——+80℃（特殊根據(jù)要求）
公稱直徑：
管道式：DN15——DN300；
插入式：DN200-2000mm
測(cè)量精度：
液體：測(cè)量值的±1%（普通）
測(cè)量值的±0.5%（特殊）
氣體：測(cè)量值的±1%
量程比： 20：1
壓力等級(jí)： PN25，PN40（高壓可特殊制造）
連接方式：
夾持式DN15—DN300
法蘭式DN15--DN300。
插入式DN200-DN2200
防爆形式：
隔爆型 Ex dⅡBT4-T6
本安型 Ex iaⅡCT4-T6
防護(hù)等級(jí)： IP67
轉(zhuǎn)換器殼體： 壓鑄鋁,上漆
供電電壓： 12——36VDC ,3.6V鋰電池
輸出信號(hào): 兩線制4--20mA電流輸出
現(xiàn)場(chǎng)顯示： 可編程設(shè)定顯示瞬時(shí)流量、累積流量
通訊方式： RS485通迅

渦街流量計(jì)安裝對(duì)直管段的要求

正確地選擇安裝點(diǎn)和正確安裝流量計(jì)都是非常重要的環(huán)節(jié)，若安裝環(huán)節(jié)失誤輕者影響測(cè)量精度，重者會(huì)影響流量計(jì)的使用壽命，甚至?xí)p壞流量計(jì)。
渦街流量計(jì)安裝對(duì)直管段的要求是非常重要的。它的詳細(xì)要求如下：
流量計(jì)對(duì)安裝點(diǎn)上的上下游直管段一定的要求，否則會(huì)影響測(cè)量精度。
若流量計(jì)安裝點(diǎn)上的上游有漸縮管，流量計(jì)上游應(yīng)有不小于15D(D為管道直徑)的等徑直管段，下游應(yīng)有不小于5D的等徑直管段。
若流量計(jì)安裝點(diǎn)上的上游有漸擴(kuò)管，流量計(jì)上游應(yīng)有不小于18D(D為管道直徑)的等徑直管段，下游應(yīng)有不小于5D的等徑直管段
若流量計(jì)安裝點(diǎn)上游有90°彎頭或下行接頭，流量計(jì)上游應(yīng)有不小于20D的等徑直管段，下游應(yīng)有不小于5D的等徑直管段。
若流量計(jì)安裝點(diǎn)上游在同一平面上有90°彎頭，流量計(jì)上游應(yīng)有不小于25D的等徑直管段，下游應(yīng)有不小于5D的等徑直管段。
流量調(diào)節(jié)閥或壓力調(diào)節(jié)閥盡量安裝在流量計(jì)下游5D以遠(yuǎn)處，若必須安裝在流量計(jì)的上游，流量計(jì)上游應(yīng)有不小于25D的等徑直管段，下游應(yīng)有不小于5D的等徑直管段。
流量計(jì)上游若有活塞式或柱塞式泵，活塞式或羅茨式風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)，流量計(jì)上游應(yīng)有不小于25D的等徑直管段，下游應(yīng)有不小于5D的等徑直管段。
特別注意：渦街流量計(jì)安裝點(diǎn)的上游較近處若裝有閥門，不斷地開關(guān)閥門，對(duì)流量計(jì)的使用壽命影響*，非常容易對(duì)流量計(jì)造成*性損壞。流量計(jì)盡量避免在架空的非常長的管道上安裝，這樣時(shí)間一長后，由于流量計(jì)的下垂非常容易造成流量計(jì)于法蘭的密封泄露，若不得已安裝時(shí)，必須在流量計(jì)的上下游2D處分別設(shè)置管道緊固裝置。
渦街流量計(jì)使用時(shí)常見故障及處理方法
一、 通電時(shí)無指示、無輸出信號(hào)
可能存在的問題：（1）傳感器供電不正確；（2）管道內(nèi)無流量或流量太小
相應(yīng)的處理方法：（1）檢查接線，使供電正常；（2）通知工藝部門打開閥門
二、 無流量時(shí)，有輸出信號(hào)
可能存在的問題：（1）儀表屏蔽線或接地不良引入50Hz干擾；（2）管道振動(dòng)較大；（3）傳感器增益過大
相應(yīng)的處理方法：（1）加強(qiáng)屏蔽或重新接地；（2）在流量計(jì)上游2D處加裝固定支撐點(diǎn)，或者在滿足直管段要求的前提下加軟管過度；（3）調(diào)整增益定位器至適當(dāng)?shù)奈恢?br />三、 流量指示值波動(dòng)大
可能存在的問題：（1）管道振動(dòng)過大；（2）靈敏度調(diào)的過高；（3）傳感器發(fā)生體上有附著物；（4）壓電晶片損壞；（5）工況波動(dòng)大
相應(yīng)的處理方法：（1）振動(dòng)處理方法同上；（2）降低靈敏度；（3）拆卸并清洗傳感器發(fā)生體；（4）更換；（5）檢查工況
四、 指示誤差大
可能存在的問題：（1）上游直管段長度不夠，有氣穴現(xiàn)象；（2）儀表常數(shù)設(shè)定有誤；（3）傳感器發(fā)生體上有附著物
相應(yīng)的處理方法：（1）改變安裝地點(diǎn)，加整流器，保證上游直管段要求；（2）重新標(biāo)定及設(shè)定儀表常數(shù)；（3）拆卸并清洗傳感器發(fā)生體。

渦街流量計(jì)的安裝
安裝條件 l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。 l傳感器應(yīng)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(yīng)的管道上。 l傳感器應(yīng)避免安裝在有機(jī)械振動(dòng)的管道上。當(dāng)振動(dòng)不可避免時(shí)，應(yīng)考慮在距傳感器前后約2DN處的直管段上加固定支撐架。 l傳感器應(yīng)避免安裝在有較強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾、有熱輻射、有腐蝕性氣體、空間小和維修不方便的場(chǎng)所。 l被測(cè)介質(zhì)含有較多雜質(zhì)時(shí)，應(yīng)在傳感器上游直管段要求的長度以外加裝過濾器。 l傳感器的上、下游應(yīng)配置一定長度的直管段，直管段的內(nèi)壁應(yīng)清潔、光滑，無明顯凸凹、積垢和起皮等現(xiàn)象。其長度應(yīng)符合圖二的要求。安裝液體傳感器的附近管道內(nèi)，應(yīng)充滿被測(cè)液體。 l直管段內(nèi)徑盡可能與傳感器通徑*，若不能*，應(yīng)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 l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(yán)格垂直與同心。 l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。 l傳感器安裝方式：傳感器應(yīng)朝上或水平（放大器指向）安裝；介質(zhì)溫度超過250℃，傳感器應(yīng)水平安裝。 l傳感器及管道必要時(shí)應(yīng)良好接地，接地電阻≤10Ω。 傳感器上、下游直管段長度的要求 4.注意事項(xiàng)： l法蘭與直管段焊接時(shí)不能帶著傳感器焊接。 l安裝時(shí)應(yīng)使傳感器的流向標(biāo)志與管道內(nèi)流體流向*。 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(cè)量點(diǎn)的位置，取壓點(diǎn)在傳感器下游3～5DN處，測(cè)溫點(diǎn)在下游5～8DN處。 l測(cè)量高溫介質(zhì)時(shí)，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(yīng)盡可能遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁場(chǎng)的干擾場(chǎng)合。不允許與高壓電纜一起敷設(shè)，屏蔽電纜要盡量縮短，并且不得盤卷，以減少分布電感，大長度不應(yīng)超過200米。 l安裝傳感器前，管道必須進(jìn)行清洗。沖掉管內(nèi)的雜質(zhì)，避免通流后堵塞傳感器。測(cè)量液體的管道必須充滿被測(cè)液體，防止氣泡的干擾。

渦街流量計(jì)-功能

1、表體中同時(shí)集成溫壓補(bǔ)償補(bǔ)償功能，可測(cè)量流體的標(biāo)準(zhǔn)體積流量或標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量流量。

2、 全智能化、數(shù)字化電路設(shè)計(jì)，可自動(dòng)補(bǔ)償被測(cè)流體密度或標(biāo)況體積計(jì)算。

3、 全新的數(shù)字濾波和修正功能使流量測(cè)量更加精準(zhǔn)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(diǎn)陣漢字液晶顯示，使用操作更方便。