編輯本段渦街流量計(jì)簡介

　　HAKK-LU 渦街流量計(jì)是綜合吸收發(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)。

渦街流量計(jì)的分類

　　HAKK-LU插入式渦街流量計(jì)、溫壓補(bǔ)償一體化渦街流量計(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)生體下游非對稱地排列。 　　參數(shù)及要求 　　◆測量介質(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 25,32,50,80,10 　　◆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 1.0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(yuǎn)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, 鋁合金 　　◆電源 DC24V或鋰電池3.6V 　　◆防爆等級 本安型iaIIbT3-T6 　　防護(hù)等級 IP65 渦街流量計(jì)是根據(jù)卡門（Karman）渦街原理測量氣體、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。 　　該儀表采用先進(jìn)的差動(dòng)技術(shù)，配合隔離、屏蔽、濾波等措施，克服了同類產(chǎn)品抗震性差、小信號數(shù)據(jù)紊亂等問題，并采用了獨(dú)特的傳感器封裝技術(shù)和防護(hù)措施，保證了產(chǎn)品的可靠性。產(chǎn)品有基本型和復(fù)合型兩種型式，基本型測量單一流量信號；復(fù)合型可同時(shí)實(shí)現(xiàn)溫度、壓力、流量的測量。每種型式都有整體、分體結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)不同的安裝環(huán)境。 　　渦街流量計(jì)的測量原理飽和蒸汽流量測量在80年代人們普遍采用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)，但從流量儀表發(fā)展?fàn)顩r來看，孔板流量計(jì)盡管其歷史悠久、應(yīng)用范圍廣；人們對它的研究也最充分，試驗(yàn)數(shù)據(jù)最完善，但用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)來測量飽和蒸汽流量，它仍存在一些不足之處：其一，壓力損失較大；其二，導(dǎo)壓管、三組間及連接接頭容易泄漏；其三，量程范圍小，一般為3比1，對流量波動(dòng)較大易造成測量值偏低。而渦街流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡單，渦街變送器直接安裝于管道上，克服了管路泄漏現(xiàn)象。另外，渦街流量計(jì)的壓力損失較小，量程范圍寬，對飽和蒸汽測量量程比可達(dá)30比1。因此，隨著渦街流量計(jì)測量技術(shù)的成熟，渦街流量計(jì)的使用越來越受到人們的青睞。 　　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： 　　f=Stv/d 　　式中:f為旋渦的釋放頻率，Hz；v為流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度，m/s；d為旋渦發(fā)生體特征寬度，m；St為斯特羅哈數(shù)，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)，St=f（l/Re）。 　　當(dāng)雷諾數(shù)Re在102~105范圍內(nèi)，St值約為0.2，因此，在測量中，要盡量滿足流體的雷諾數(shù)在102~105，旋渦頻率f=0.2v/d。 　　由此可知，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q=vA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。

編輯本段渦街流量計(jì)的安裝

　　（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)徑一致。 　　3、渦街流量計(jì)使用注意事項(xiàng) 　　盡量減少管道內(nèi)汽錘對渦街發(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)

編輯本段渦街流量計(jì)常見故障

　　渦街流量計(jì)常見故障九、 一臺DN50渦街流量計(jì)，從說明書查到，其液體用流量范圍是3-50m3/h。我們在油流標(biāo)準(zhǔn)裝置上標(biāo)定的結(jié)果是10-50 m3/h符合精度要求，但10m3/h以下精度不合格，應(yīng)如何評價(jià)此臺流量計(jì)? 　　渦街流量汁說明書中，標(biāo)明的流量范圍是使用于特定參考介質(zhì)的流量范圍，如液體—般指常溫水。用于其他介質(zhì)時(shí)，可用流量范圍將隨介質(zhì)的粘度和密度不同而異。由于油流量標(biāo)準(zhǔn)裝置采用粘度比水大，密度比水小的柴油做標(biāo)定介質(zhì)，流量計(jì)的下限流量—般都會相應(yīng)提高，使可用流量范圍變窄。所以，渦街流量計(jì)在油流量標(biāo)定裝置上標(biāo)定出現(xiàn)小流量性能變差是正常的。由此我們不難推斷，如果用液化石油氣(這種低粘度介質(zhì))標(biāo)定渦街流量汁，將會得到比水好的相反結(jié)果。

編輯本段渦街流量計(jì)的應(yīng)用

渦用流量計(jì)的選擇

　　（1）渦街流量變送器的選擇 　　我公司在飽和蒸汽測量中采用明通儀表有限公司生產(chǎn)的VA型壓電式渦街流量變送器，由于渦街流量計(jì)量程范圍寬，因此，在實(shí)際應(yīng)用中，一般主要考慮測量飽和蒸汽的流量不得低于渦街流量計(jì)的下限，也就是說必須滿足流體流速不得低于5m/s。根據(jù)用汽量的大小選用不同口徑的渦街流量變送器，而不能以現(xiàn)有的工藝管道口徑來選擇變送器口徑。 　　（2）壓力補(bǔ)償壓力變送器的選擇 　　由于飽和蒸汽管路長，壓力波動(dòng)較大，必須采用壓力補(bǔ)償，考慮到壓力、溫度及密度的對應(yīng)關(guān)系，測量中只采用壓力補(bǔ)償即可，由于明通公司管道飽和蒸汽壓力在0.3－0.7MPa范圍，壓力變送器的量程選擇1MPa即可。 　　（3）顯示儀表選擇 　　顯示儀表智能流量顯示儀，具有穩(wěn)壓補(bǔ)償、瞬時(shí)流量顯示和累積流量積算功能。

渦街流量計(jì)的多數(shù)設(shè)定

　　（1）儀表系統(tǒng)的設(shè)定，合肥儀表總廠需設(shè)定的儀表 　　系數(shù)K可用下式表示： 　　K= 1000/K0 　　式中：K0為渦街發(fā)生體在出廠時(shí)標(biāo)定的儀表常數(shù)，L/脈沖；k的單位為脈沖數(shù)/m3。 　　（2）壓力補(bǔ)償壓力變送器的量程設(shè)定。 　　（3）壓力、流量報(bào)警上限設(shè)定。 　　3、渦街流量計(jì)的安裝 　　（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)徑一致。 　　4、渦街流量計(jì)使用注意事項(xiàng) 　　盡量減少管道內(nèi)汽錘對渦街發(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)

什么是符合現(xiàn)場需求的渦街流量計(jì)

　　1. 低維護(hù)量-市場上大多數(shù)的渦街流量計(jì)是采用取壓孔或插入式檢測元件感應(yīng)漩渦，一旦介質(zhì)中雜質(zhì)嵌入取壓孔或感應(yīng)元件與表體間的縫隙，則造成信號變?nèi)趸虿环€(wěn)定。良好的設(shè)計(jì)應(yīng)該是沒有容易堵塞的部分，從而降低維護(hù)量。 　　2. 感應(yīng)元件在線更換-某些廠家的感應(yīng)元件與渦街發(fā)生體合二為一，看似簡單的設(shè)計(jì)卻給實(shí)際使用帶來不便。因?yàn)橐坏└袘?yīng)部分失效，則需要將管道內(nèi)介質(zhì)排空泄壓后更換部件，影響生產(chǎn)。完善的設(shè)計(jì)應(yīng)該是將二者分開，這樣就可以單獨(dú)更換感應(yīng)部分，而無需將介質(zhì)排空。 　　3. 渦街流量計(jì)容易受到振動(dòng)的干擾，設(shè)計(jì)精良的渦街流量計(jì)可以通過硬件和數(shù)字信號處理將干擾排除，從而得到穩(wěn)定的信號。 　　4. 渦街流量計(jì)安裝的一大麻煩事前后需要很長的直管段，有些廠家可以提供在流量計(jì)內(nèi)部縮徑的設(shè)計(jì)，大大降低了用戶專門維渦街流量計(jì)配備直管段的需求。 　　※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)生體下游非對稱地排列。 　　設(shè)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(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)測量氣體流量時(shí)，VSF的流量計(jì)算式為圖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)下和工況下的絕對壓力，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)量中需檢測質(zhì)量流量，這時(shí)流量計(jì)的輸出信號應(yīng)同時(shí)監(jiān)測體積流量和流體密度，流體物性和組分對流量計(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(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SDLU改進(jìn)型渦街流量傳感器，因其獨(dú)特的結(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，往往最大流量遠(yuǎn)低于儀表的上限值，隨著負(fù)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最佳工作段，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(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)采用微功耗高新技術(shù)，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(biāo)況體積流量。 　　◆測量介質(zhì)：氣體、液體、蒸氣 　　◆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；蒸氣流量范圍見表3 　　◆測量精度1.0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(yuǎn)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, 鋁合金 　　◆電源DC24V或鋰電池3.6V 　　◆防爆等級本安型iaIIbT3-T6 　　防護(hù)等級IP65