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渦街流量計(jì)

一、渦街流量計(jì)概述

渦街流量計(jì)其特點(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*、理想的測(cè)量?jī)x器。

二、渦街流量計(jì)原理

渦街流量計(jì)是根據(jù)卡門（Karman）渦街原理測(cè)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*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(hào)數(shù)據(jù)等問題，并采用了*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(cè)量單一信號(hào)；復(fù)合型可同時(shí)實(shí)現(xiàn)溫度、壓力、流量的測(cè)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(cè)量原理飽和蒸汽流量測(cè)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?jī)x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(duì)它的研究也zui充分，試驗(yàn)數(shù)據(jù)zui完善，但用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)來測(cè)量飽和蒸汽流量，它仍存在一些不足之處：其一，壓力損小較大；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(duì)流量波動(dòng)較大易造成測(cè)量值偏低。而渦街流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(duì)飽和蒸汽測(cè)量量程比可達(dá)30比1。因此，隨著渦街流量計(jì)測(cè)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(cè)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為漩渦的釋放頻率，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(cè)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(cè)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。應(yīng)用場(chǎng)合　發(fā)電及熱電聯(lián)產(chǎn)、供熱行業(yè)；航空、航天、造船、核能及兵器行業(yè)；機(jī)械、冶金、煤礦及汽車制造行業(yè)；石油、化工行業(yè)；醫(yī)藥、食品及煙灑制造行業(yè)；森工、農(nóng)墾及輕工行業(yè)等。

三、渦街流量計(jì)分類

    (1) 電學(xué)原理：用于此類原理的儀表有電磁式、差動(dòng)電容式、電感式、應(yīng)變電阻式等。

(2) 聲學(xué)原理：利用聲學(xué)原理進(jìn)行流量測(cè)量的有超聲波式．聲學(xué)式(沖擊波式)等。

(3) 熱學(xué)原理：利用熱學(xué)原理測(cè)量流量的有熱量式、直接量熱式、間接量熱式等。

(4) 光學(xué)原理：激光式、光電式等是屬于此類原理的儀表。

(5) 原于物理原理：核磁共振式、核輻射式等是屬于此類原理的儀表。

(6) 其它原理：有標(biāo)記原理(示蹤原理、核磁共振原理)、相關(guān)原理等。

四、渦街流量計(jì)主要特點(diǎn)

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。

五、渦街流量計(jì)特性

1. 高可靠性

流量傳感器使用集成生產(chǎn)的傳感部件和控制電路，傳感部分無機(jī)械運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)部分選用高品質(zhì)的繼電器，因而使可靠性大大提高。

2. 極寬的流量范圍

流量傳感器只對(duì)流體的流速敏感，因而可以通過配接不同的管道直徑，來監(jiān)控不同大小的流量，監(jiān)控流量的大小幾乎沒有限制。

3.全直通的流動(dòng)管道

流量傳感器全直通的特性在很多應(yīng)用場(chǎng)合具有重要意義，在石油、化工、重工、輕工、生物工程醫(yī)藥等諸多行業(yè)的生產(chǎn)中，流動(dòng)的流動(dòng)受到流量開關(guān)的阻礙，因而可能導(dǎo)致流體堵塞管道等生產(chǎn)事故發(fā)生。流量開關(guān)能在不影響流量的條件下實(shí)施在線監(jiān)控而避免生產(chǎn)事故的發(fā)生。

4.簡(jiǎn)明直觀的指示

流量傳感器具有電源指示和流量狀態(tài)指示?？梢灾庇^的顯示當(dāng)前管道中流量的狀態(tài)。

5. 適用多種流體介質(zhì)

流量傳感器中，同一型號(hào)的流量開關(guān)即可適用于氣體，也可用于液體，如水、油等。只要調(diào)節(jié)流量開關(guān)中的旋鈕，即可對(duì)氣體、液體等流量進(jìn)行監(jiān)控。

6. 無壓力損失

流量傳感器特殊方法集成制造使探頭可做到很小的尺寸，因而對(duì)流體幾乎沒有壓力損失，在很多場(chǎng)合下，直接取代壓力開關(guān)將使系統(tǒng)具有更好的可靠性和更廣的適用范圍。

六、渦街流量計(jì)特點(diǎn)

我們向熱用戶送出的蒸汽都是過熱蒸汽，但是在經(jīng)過長距離輸送后，隨著工況（一般指溫度和壓力）的變化，過熱蒸汽會(huì)因?yàn)闊崃繐p失溫度降低而使其從過熱狀態(tài)進(jìn)入飽和或過飽和狀態(tài)（壓力0.58MPa溫度164℃為過熱蒸汽，東岳壓力0.6MP溫度245℃，而綠美食品壓力0.58MP溫度162℃），也就是說遠(yuǎn)端熱用戶接收到的蒸汽有可能變成飽和蒸汽。我們通常用干度X(指飽和蒸汽中的含水量多少)來衡量飽和蒸汽的質(zhì)量好壞，一般稱為過熱飽和蒸汽，簡(jiǎn)稱過熱蒸汽，其含水量可忽略不計(jì)（X=1）；干度差的稱濕飽和蒸汽，含水量zui多可達(dá)30%，這就存在著飽和蒸汽的“兩相流”問題。

進(jìn)展情況

1.國內(nèi)外天然氣計(jì)量狀況簡(jiǎn)要回顧 天然氣作為一種優(yōu)質(zhì)能源和化工原料其計(jì)量越來越被人們重視。歐美等工業(yè)化水平較高的發(fā)達(dá)國家，對(duì)天然氣計(jì)量技術(shù)的研究起步較早，投人的資金及科技力量較大，尤其是對(duì)貿(mào)易天然氣的計(jì)量十分重視。從流量計(jì)選型上，歐洲主要使用渦輪、腰輪流量計(jì)，如在荷蘭渦輪、腰輪流量計(jì)的使用約占80%，在加拿大渦輪流量計(jì)的使用約占90%，而美國則以使用蒸汽為主，約占80%。從整體上來看，在流量計(jì)使用上，70年代形成了蒸汽使用高潮，80年代形成了渦輪流量計(jì)使用的高潮，90年代中后期則掀起了超聲流量計(jì)熱潮。

2.蒸汽流量計(jì)近幾年，我國天然氣計(jì)量技術(shù)新進(jìn)展 我國大量使用的蒸汽節(jié)流裝置及其二次儀表雙波紋管差壓計(jì)的計(jì)量技術(shù)，由于其固有的缺陷，如蒸汽在使用過程中的不斷磨損、腐蝕；現(xiàn)場(chǎng)阻力件組合形式遠(yuǎn)不止標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的7種情況；現(xiàn)場(chǎng)旋渦流、脈動(dòng)流影響因素復(fù)雜；對(duì)于氣量波動(dòng)大、變化頻率高的狀況適應(yīng)性差；導(dǎo)壓管易引起信號(hào)滯后等，不能保證其計(jì)量準(zhǔn)確度，這給流量工作者帶來了新的研究課題。

七、渦街流量計(jì)選型規(guī)格

八、渦街流量計(jì)產(chǎn)品選型

正確的選用渦街流量計(jì)是保證用好渦街流量計(jì)的前提條件，需要考慮重要因素：通經(jīng)（DN）、安裝方式、介質(zhì)溫度、輸出信號(hào)、介質(zhì)種類。

流量范圍

九、渦街流量計(jì)注意事項(xiàng)

在計(jì)量液體時(shí)，務(wù)必使流量計(jì)傳感器始終*充滿介質(zhì)，無夾帶氣體。

在儀表上下游提供足夠的直管段并確保非彎曲的對(duì)稱外形。盡可能在儀表下游安裝閥門。

豎直安裝通常是優(yōu)先選擇的，向上游動(dòng)的流體能確保儀表總是滿管，且介質(zhì)中的固態(tài)成分能夠均勻分布。

如有可能產(chǎn)生氣泡，應(yīng)提供氣體分離器。

在易于振動(dòng)的長管路中進(jìn)行安裝時(shí)，應(yīng)在流量計(jì)的上下游安裝消除器。

對(duì)于蒸汽應(yīng)用，儀表安裝應(yīng)避免安裝在U形彎底部，避免因吸收冷凝而在開車時(shí)導(dǎo)致的水錘現(xiàn)象，水錘的強(qiáng)度導(dǎo)致傳感機(jī)構(gòu)過分受力，致使傳感器損壞。