渦街流量計(jì)技術(shù)參數(shù)

渦街流量計(jì)是根據(jù)卡門（Karman）渦街原理研究生產(chǎn)的測量氣體、蒸汽或液體的體積流量、標(biāo)況的體積流量或質(zhì)量流量的體積流量計(jì)。主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量，如氣體、液體、蒸汽等多種介質(zhì)。

其特點(diǎn)是壓力損失小，量程范圍大，精度高，在測量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無可動(dòng)機(jī)械零件，因此可靠性高，維護(hù)量小。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。渦街流量計(jì)采用壓電應(yīng)力式傳感器，可靠性高，可在-20℃～+250℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，也有數(shù)字脈沖信號(hào)輸出，容易與計(jì)算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用，是一種比較先進(jìn)、理想的測量儀器。

中文名

渦街流量計(jì)

外文名

Vortex street flowmeter

輸出功能

4-20mA，0-10V等信號(hào)

供電電壓

DC24V、AC220V

介紹

渦街流量計(jì)也稱之為旋渦流量計(jì)或卡門渦街流量計(jì) [1]  。綜合吸收發(fā)達(dá)國家先進(jìn)技術(shù)和總結(jié)多年研究生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行精心設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化、生產(chǎn)模具化、確保產(chǎn)品質(zhì)量的美觀性。該產(chǎn)品具有電路先進(jìn)、功耗微低、量程比寬、結(jié)構(gòu)簡單、阻力損失小、堅(jiān)固耐用、用途廣、使用壽命長、工作穩(wěn)定、便于安裝調(diào)試等特點(diǎn)。 

工作原理

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，旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對(duì)稱地排列。

渦街流量計(jì)是根據(jù)卡門渦街原理(Kármán Vortex Street)測量氣體、蒸汽或液體的體積流量、標(biāo)況的體積流量或質(zhì)量流量的體積流量計(jì)。并可作為流量變送器應(yīng)用于自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。

渦街流量計(jì)是應(yīng)用流體振蕩原理來測量流量的，流體在管道中經(jīng)過渦街流量變送器時(shí)，在三角柱的旋渦發(fā)生體后上下交替產(chǎn)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(guān)，可用下式表示：式中：為旋渦的釋放頻率，單位為Hz；v為流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度，單位為m/s；d為旋渦發(fā)生體特征寬度，單位為m；St為斯特勞哈爾數(shù)（Strouhal number），無量綱，它的數(shù)值范圍為0.14－0.27。St是雷諾數(shù)的函數(shù)， 當(dāng)雷諾數(shù)Re在范圍內(nèi)，St值約為0.2。在測量中，要盡量滿足流體的雷諾數(shù)在 ，此時(shí)旋渦頻率 由此，通過測量旋渦頻率就可以計(jì)算出流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度v，再由式可以求出流量q，其中A為流體流過旋渦發(fā)生體的截面積。

技術(shù)指標(biāo)

測量介質(zhì)： 氣體、液體、蒸汽

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(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； 蒸汽流量范圍見表3。

測量精度 1.0級(jí) 1.5級(jí)

被測介質(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。

特點(diǎn)

結(jié)構(gòu)簡單而牢固，無可動(dòng)部件，可靠性高，長期運(yùn)行十分可靠。

安裝簡單，維護(hù)十分方便。

檢測傳感器不直接接觸被測介質(zhì)，性能穩(wěn)定，壽命長。

輸出是與流量成正比的脈沖信號(hào)，無零點(diǎn)漂移，精度高。

測量范圍寬，量程比可達(dá)1：10。

壓力損失較小，運(yùn)行費(fèi)用低，更具節(jié)能意義。

在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi),輸出信號(hào)頻率不受流體物理性質(zhì)和組份變化的影響，儀表系數(shù)僅與旋渦發(fā)生體的形狀和尺寸有關(guān)，測量流體體積流量時(shí)無需補(bǔ)償，調(diào)換配件后一般無需重新標(biāo)定儀表系數(shù)。

應(yīng)用范圍廣，蒸汽、氣體、液體的流量均可測量。

檢定周期為二年。

渦街流量傳感器應(yīng)用內(nèi)徑范圍為25-300mm（滿管式）

插入式渦街流量傳感器應(yīng)用內(nèi)徑范圍為350-1200mm(插入式)。

滿管式測量液體精度為1%

測量蒸汽和氣體精度為1.5% [3] 

插入式測量液體精度為2%

測量蒸汽和氣體精度為2.5%

被測介質(zhì)溫度為-20~150℃、-40~250℃、+100~350℃（僅管式）

輸出信號(hào)為三線制電壓脈沖，三線制4-20mA、二線制4-20mA。

功能

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

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

全新的數(shù)字濾波和修正功能使流量測量更加可靠。

電池供電型無需外接電源既可連續(xù)工作兩年以上。

全新點(diǎn)陣漢字液晶顯示，使用操作更方便。

安裝

管道情況

渦街流量計(jì)的安裝要求有一定的前后直管段，常見情況如下（D為管道的直徑）：

安裝條件

傳感器應(yīng)安裝在水平、垂直、傾斜(液體流向自下而上)的與其通徑相同的管道上。傳感器的上游 和下2游應(yīng)配置一定長度的直管段，其長度應(yīng)符合前直管段15～20D，后直管段5～1OD的要求。 [4] 

安裝液體傳感器的附近管道內(nèi)應(yīng)充滿被測液體。

傳感器應(yīng)避免安裝在有強(qiáng)烈機(jī)械振動(dòng)的管道上。

直管段的內(nèi)徑盡可能與傳感器通徑一致，若不能一致，應(yīng)采用比傳感器通徑略大的管道，誤差 要≤3%，并不超過5mm。

傳感器應(yīng)避免安裝在有較強(qiáng)電磁場干擾、空間小和維修不方便的場合。

安裝要求

1、合理選擇安裝場所和環(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)嵩春洼椛湓吹挠绊懀荛_強(qiáng)烈震動(dòng)場所和強(qiáng)腐蝕 環(huán)境等，同時(shí)要考慮安裝維修方便。

2、上下游必須有足夠的直管段。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，若必須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。

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)，必須采取減振措施，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。

5、在水平管道上安裝是流量傳感器常用的安裝方式。

測量氣體流量時(shí)，若被測氣體中含有少量的液體，傳感器應(yīng)安裝在管線的較高處。

6、傳感器在垂直管道的安裝。

測量氣體流量時(shí)，傳感器可以安裝在垂直管道上，流向不限。若被測氣體中含有少量的液體，氣體流向應(yīng)由下向上。

測量液體流量時(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。

無論測量何種流體，傳感器可以在水平管道上側(cè)裝，特別是測量過熱蒸汽，飽和蒸汽和低溫液體，若條件允許盡量采用側(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量一般氣體、過熱蒸汽。可用于測量飽和蒸汽，適用于測量高溫液體或需經(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、測壓點(diǎn)和測溫點(diǎn)的選擇。

根據(jù)測量的需要，需在傳感器附近測量壓力和溫度時(shí)，測壓點(diǎn)應(yīng)在傳感器下游的3-5D處，測溫點(diǎn)應(yīng)在傳感器下游的6-8D處。