ZHLU系列氣體渦街流量計主要用于工業(yè)管道中氣體介質(zhì)流體的流量測量,氣體渦街流量計特點是壓力損失小,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。氣體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。氣體渦街流量計有模擬標準信號,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*、理想的流量儀表。
一、氣體渦街流量計工作原理
在氣體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(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。
設旋渦的發(fā)生頻率為f，被測介質(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，即可得到以下關系式：
f=SrU1/d=SrU/TL ?。?）
式中 U1--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
式中 U1--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(nèi)體積流量qv為
qv=πD2U/4=πD2TLf/4Sr (2)
K=f/qv=[πD2TL/4Sr]-1 (3)
式中 K--流量計的儀表系數(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=2×104～7×106范圍內(nèi)，Sr可視為常數(shù)，這是儀表正常工作范圍。當測量氣體流量時，VSF的流量計算式為(4)
qv=πD2U/4=πD2TLf/4Sr (2)
K=f/qv=[πD2TL/4Sr]-1 (3)
式中 K--流量計的儀表系數(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=2×104～7×106范圍內(nèi)，Sr可視為常數(shù)，這是儀表正常工作范圍。當測量氣體流量時，VSF的流量計算式為(4)
圖2 斯特勞哈爾數(shù)與雷諾數(shù)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(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(nèi)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(zhì)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。
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(nèi)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(zhì)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。
氣體渦街流量計便是依據(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(zhì)適應能力，無需溫度壓力補償即可直接測量空氣、氣體的工況體積流量，配備溫度、壓力傳感器可測量標況體積流量和質(zhì)量流量，是節(jié)流式流量計的理想替代產(chǎn)品。
為提高氣體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 ZHLUG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(nèi)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。
為提高氣體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 ZHLUG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(nèi)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，電池供電的就地顯示型氣體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(zhì)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(zhì)的溫度和壓力，從而顯示氣體的標況體積流量。
二、氣體渦街流量計技術參數(shù)：◆測量介質(zhì)：空氣 氮氣 氫氣 氧氣等潔凈氣體
◆口徑規(guī)格 法蘭卡裝式口徑選擇 25,32,40,50,65,80,100
◆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：2.5級 1.5級
◆被測介質(zhì)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(zhì) 不銹鋼
◆電源 DC24V或鋰電池3.6V
◆防爆等級 本安型iaIIBT3-T6
◆防護等級 IP65
三、氣體渦街流量計產(chǎn)品選型
型號 | 口徑 | 流量范圍m³/h | ||||||||
氣體 | ||||||||||
ZHLU-15 | DN15 | 3.0~12 | ||||||||
ZHLU-20 | DN20 | 6~30 | ||||||||
ZHLU-25 | DN25 | 9~55 | ||||||||
ZHLU-32 | DN32 | 12~120 | ||||||||
ZHLU-40 | DN40 | 20~200 | ||||||||
ZHLU-50 | DN50 | 30~300 | ||||||||
ZHLU-65 | DN65 | 50~500 | ||||||||
ZHLU-80 | DN80 | 80~800 | ||||||||
ZHLU-100 | DN100 | 120~1200 | ||||||||
ZHLU-125 | DN125 | 200~2000 | ||||||||
ZHLU-150 | DN150 | 300~3000 | ||||||||
ZHLU-200 | DN200 | 500~5000 | ||||||||
ZHLU-250 | DN250 | 800~8000 | ||||||||
ZHLU-300 | DN300 | 1100~11000 | ||||||||
ZHLU-400 | DN400 | DN300以上請選用插入式渦街流量計 | ||||||||
代號 | 功能1 | |||||||||
N | 無溫壓補償 | |||||||||
Y | 有溫壓補償 | |||||||||
代號 | 輸出型號 | |||||||||
F1 | 4-20mA輸出（二線制） | |||||||||
F2 | 4-20mA輸出（三線制） | |||||||||
F3 | RS485通訊接口 | |||||||||
代號 | 被測介質(zhì) | |||||||||
J2 | 氣體 | |||||||||
代號 | 連接方式 | |||||||||
L1 | 法蘭卡裝式 | |||||||||
L2 | 法蘭連接式 | |||||||||
代號 | 功能2 | |||||||||
E2 | 1.5級 | |||||||||
E3 | 2.5級（DN15 DN20） | |||||||||
T1 | 常溫 | |||||||||
T2 | 高溫 | |||||||||
P1 | 1.6MPa | |||||||||
P2 | 2.5MPa | |||||||||
P3 | 4.0MPa | |||||||||
D1 | 內(nèi)部3.6V供電（不帶輸出） | |||||||||
D2 | DC24V供電 | |||||||||
B1 | 不銹鋼（法蘭材質(zhì)） | |||||||||
B2 | 碳鋼（法蘭材質(zhì)） | |||||||||
