智能蝸街流量計(jì)主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測(cè)量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。智能渦街流量ji的特點(diǎn)是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測(cè)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，因此智能渦街流量ji可靠性高,維護(hù)量小。儀表參數(shù)能*穩(wěn)定。智能渦街流量ji采用壓電應(yīng)力式傳感器,可靠性高,可在-20℃~+450℃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*、理想的流量?jī)x表。

產(chǎn)品原理

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，這種旋渦稱為卡門渦街旋渦，如右圖所示，旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對(duì)稱地排列。智能渦街工作原理圖設(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

(4)

圖2 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。

參數(shù)說明

渦街流量ji可在很寬的流量范圍內(nèi)精確測(cè)量氣體、液體和蒸汽的流量而不受流體物理性質(zhì)的影響。

不受溫度、壓力的影響，同時(shí)不易堵，不易卡，不易結(jié)垢，耐高溫，高壓，

安全防爆，適用于惡劣環(huán)境

無可動(dòng)部件、無孔洞縫隙設(shè)計(jì)，產(chǎn)品無磨損、耐臟污，無須機(jī)械維修，使用壽命長(zhǎng)

采用微功耗*,電池供電的現(xiàn)場(chǎng)顯示型流量計(jì),可不斷電運(yùn)行兩年以上;

溫壓補(bǔ)償一體化設(shè)計(jì);

電流輸出均為電隔離型,具有良好的共模干擾抑制能力;

同時(shí)顯示流量值與累計(jì)流量值,不必輪流切換。

采用抗振動(dòng)探頭，有效消除外界振動(dòng)影響。

電路采用表面貼裝工藝，結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高。

采用分體式信號(hào)轉(zhuǎn)換器，電纜長(zhǎng)10米。

量程比寬達(dá)20:1

儀表整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍寬，壓力損失小

表體采用不銹鋼材質(zhì)，可適用于腐蝕性介質(zhì)的測(cè)量;

現(xiàn)場(chǎng)液晶顯示，脈沖、4~20mA輸出或485通迅，可與工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)連接;

旋渦發(fā)生體

旋渦發(fā)生體是檢測(cè)器的主要部件，它與儀表的流量特性(儀表系數(shù)、線性度、范圍度等)和阻力特性(壓力損失) mi切相關(guān)，對(duì)它的要求如下。

1) 能控制旋渦在旋渦發(fā)生體軸線方向上同步分離;

2) 在較寬的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，有穩(wěn)定的旋渦分離點(diǎn)，保持恒定的斯特勞哈爾數(shù);

3) 能產(chǎn)生強(qiáng)烈的渦街，信號(hào)的信噪比高;

4) 形狀和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工和幾何參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，以及各種檢測(cè)元件的安裝和組合;

5) 材質(zhì)應(yīng)滿足流體性質(zhì)的要求，耐腐蝕，耐磨蝕，耐溫度變化;

6) 固有頻率在渦街信號(hào)的頻帶外。

已經(jīng)開發(fā)出形狀繁多的旋渦發(fā)生體，它可分為單旋渦發(fā)生體和多旋渦發(fā)生體兩類，如圖4所示。單旋渦發(fā)生體的基本形有圓柱、矩形柱和三角柱，其他形狀皆為這些基本形的變形。三角柱形旋渦發(fā)生體是應(yīng)用較廣泛的一種，如圖5所示。圖中D為儀表口徑。為提高渦街強(qiáng)度和穩(wěn)定性，可采用多旋渦發(fā)生體，不過它的應(yīng)用并不普遍。

技術(shù)

◆測(cè)量介質(zhì): 氣體、液體、蒸氣

◆ 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卡裝低溫和高溫渦街流量ji傳感器外形尺寸圖◆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

正常測(cè)量流量范圍 液體、氣體流量測(cè)量范圍見表2; 蒸氣流量范圍見表3

◆測(cè)量精度 1.0級(jí) 1.5級(jí) 2.5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ji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ji的耐高溫及抗振動(dòng)性能，我公司新近開發(fā)出了JH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zu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，但是這種變徑方式必須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ji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ji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(gòu)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ji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。

產(chǎn)品選型

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智能型渦街流量ji是老式模擬的渦街流量ji的更新?lián)Q代產(chǎn)品，智能型渦街流量ji不僅可以帶4~20mA輸出，還可以帶RS232通訊協(xié)議，可以直接與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，便于遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作。

產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)

智能蝸街流量計(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zu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*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)，配合特殊的工藝處理，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。 ②智能渦街流量ji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*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，而且耐高溫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在一定的雷諾數(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。

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℃

相關(guān)說明

安裝說明

(1)渦街流量計(jì)盡量安裝在遠(yuǎn)離振動(dòng)源和電磁干擾較強(qiáng)的地方，振動(dòng)存在的地方必須采用減振裝置，減少管道受振動(dòng)的影響。

(2)直管段的配置，前后直管段要滿足渦街流量計(jì)的要求，所配管道內(nèi)徑也必須和渦街流量變送器內(nèi)徑*。

(3)安裝示意圖

管道現(xiàn)場(chǎng)安裝圖

注意事項(xiàng)

盡量減少管道內(nèi)汽錘對(duì)渦街發(fā)生體的沖擊。振動(dòng)較大而又無法消除時(shí)，不宜采用渦街流量計(jì)。

調(diào)試說明

1、接上信號(hào)線、電源線

2、開啟進(jìn)口、出口閥門，進(jìn)出口閥門開度要*

3、打開不銹鋼三閥組平衡閥，緩慢開啟孔板高低壓端的閥門，待流體通過流量計(jì)后關(guān)閉不銹鋼三閥組平衡閥即可。

安裝管道條件:

(1)節(jié)流件前后的直管段必須是直的，不得有肉眼可見的彎曲。

(2)安裝節(jié)流件用得直管段應(yīng)該是光滑的，如不光滑，流量系數(shù)應(yīng)乘以粗糙度修正稀疏。

(3)為保證流體的流動(dòng)在節(jié)流件前1D出形成充分發(fā)展的紊流速度分布，而且使這種分布成均勻的軸對(duì)稱形，所以

1) 直管段必須是圓的，而且對(duì)節(jié)流件前2D范圍，其圓度要求其甚為嚴(yán)格，并且有一定的圓度指標(biāo)。具體衡量方法:

(A)節(jié)流件前OD，D/2，D，2D4個(gè)垂直管截面上，以大至相等的角距離至少分別測(cè)量4個(gè)管道內(nèi)徑單測(cè)值，取平均值D。任意內(nèi)徑單測(cè)量值與平均值之差不得超過±0.3%

(B)在節(jié)流件后，在OD和2D位置用上述方法測(cè)得8個(gè)內(nèi)徑單測(cè)值，任意單測(cè)值與D比較，其大偏差不得超過±2%

2) 節(jié)流件前后要求一段足夠長(zhǎng)的直管段，這段足夠長(zhǎng)的直管段和節(jié)流件前的局部阻力件形式有關(guān)和直徑比β有關(guān)。

(4)節(jié)流件上游側(cè)*阻力件和第二阻力件之間的直管段長(zhǎng)度可按第二阻力件的形式和β=0.7(不論實(shí)際β值是多少)取所列數(shù)值的1/2

(5)節(jié)流件上游側(cè)為敞開空間或直徑≥2D大容器時(shí)，則敞開空間或大容器與節(jié)流件之間的直管長(zhǎng)不得小于30D(15D)。若節(jié)流件和敞開空間或大容器之間尚有其它局部阻力件時(shí)，則除在節(jié)流件與局部阻力件之間設(shè)有附合規(guī)定的小直管段長(zhǎng)1外，從敞開空間到節(jié)流件之間的直管段總長(zhǎng)也不得小于30D(15D)。

產(chǎn)品特點(diǎn)

▲節(jié)流裝置結(jié)構(gòu)易于復(fù)制，簡(jiǎn)單、牢固，性能穩(wěn)定可靠，使用期限長(zhǎng)，價(jià)格低廉。

▲孔板計(jì)算采用標(biāo)準(zhǔn)與加工

▲應(yīng)用范圍廣，全部單相流皆可測(cè)量，部分混相流亦可應(yīng)用。

▲標(biāo)準(zhǔn)型節(jié)流裝置無須實(shí)流校準(zhǔn)，即可投用。

▲一體型孔板安裝更簡(jiǎn)單，無須引壓管，可直接接差壓變送器和壓力變送器。

智能型特點(diǎn)

▲采用進(jìn)口單晶硅智能差壓傳感器

▲高精度，完善的自診斷功能

▲智能孔板流量計(jì)其量程可自編程調(diào)整。

▲可同時(shí)顯示累計(jì)流量、瞬時(shí)流量、壓力、溫度。

▲具有在線、動(dòng)態(tài)全補(bǔ)償功能外，還具有自診斷、自行設(shè)定量程。

▲配有多種通訊接口

▲穩(wěn)定性高

▲量程范圍寬、大于10:1

智能型技術(shù)指標(biāo)

▲高精度:±0.075%

▲高穩(wěn)定性:優(yōu)于0.1%FS/年

▲高靜壓:40MPa

▲連續(xù)工作5年不需調(diào)校

▲可忽略溫度、靜壓影響

▲抗高過壓

流量計(jì)口徑

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渦街流量計(jì)在沼氣管道中的應(yīng)用

沼氣管道中使用渦街流量計(jì)時(shí)候一般我們選擇法蘭卡裝式和法蘭式兩種結(jié)構(gòu)，因?yàn)檎託夤艿懒髁枯^小，都要通過縮徑的方式才能保證測(cè)量中的準(zhǔn)確性。選型時(shí)sou選要選了解一下沼氣小流量，常用流量和大流量。大多數(shù)沼氣測(cè)量場(chǎng)所沒有電源，我們可以選擇電池供電的渦街流量計(jì)。如果用戶需要將表的顯示引到室內(nèi)，可以采用一體式渦街流量計(jì)，通過電纜線將輸出信號(hào)引到裝在室內(nèi)的流量積算儀上，渦街流量計(jì)可以顯示沼氣瞬時(shí)流量和累積流量。

渦街流量計(jì)在測(cè)量沼氣安裝流量計(jì)的時(shí)候，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)傳感器的使用壽命影響*，非常容易對(duì)傳感器造成永jiou性損壞、傳感器盡量避免在架空的非常長(zhǎng)的管道上安裝，這樣時(shí)間一長(zhǎng)后，由于傳感器的下垂非常容易造成傳感器與法蘭間的密封泄露，若不得已要安裝時(shí)，必須在傳感器的上下游2D處分別設(shè)置管道緊固裝置。

為了確保渦街流量計(jì)完整的功能，入口處的流型應(yīng)不受干擾。上游直管段部分的長(zhǎng)度應(yīng)為流量計(jì)口徑(D)的大約15倍，下游直管段部分的長(zhǎng)度應(yīng)為流量計(jì)口徑(D)的大約5倍。在流體中設(shè)置非流線型漩渦發(fā)聲體，則從漩渦發(fā)生兩側(cè)交替地產(chǎn)生兩列有規(guī)則的漩渦，這種漩渦稱為卡曼渦街。在一定的流量范圍內(nèi)漩渦分離頻率正比于管道內(nèi)的平均流速，經(jīng)漩渦發(fā)生體中裝入電容探頭或壓電探頭(探測(cè)器)及配置相應(yīng)電路，即構(gòu)成了電容檢測(cè)式渦街流量計(jì)或壓電檢測(cè)式渦街流量傳感器。