渦街流量計(jì)的應(yīng)用

選型要點(diǎn)

渦街流量計(jì)正確選型才能保證渦街流量計(jì)更好的使用。選用什么種類的渦街流量計(jì)應(yīng)根據(jù)被測流體介質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)來決定?使渦街流量計(jì)的通徑、流量范圍、襯里材料、電極材料和輸出電流等?都能適應(yīng)被測流體的性質(zhì)和流量測量的要求。

1、精密功能檢查

精度等級(jí)和功能根據(jù)測量要求和使用場合選擇儀表精度等級(jí)，做到經(jīng)濟(jì)合算。比如用于貿(mào)易結(jié)算、產(chǎn)品交接和能源計(jì)量的場合，應(yīng)該選擇精度等級(jí)高些，如1.0級(jí)、0.5級(jí)，或者更高等級(jí); 用于過程控制的場合，根據(jù)控制要求選擇不 同精度等級(jí);有些僅僅是檢測一下過程流量，無需做控制和計(jì)量的場合，可以選擇精度等級(jí)稍低的，如1.5級(jí)、2.5級(jí)，甚至 4.0級(jí)，這時(shí)可以選用價(jià)格低廉的插入式渦街流量計(jì)。

2、可測量的介質(zhì)

測量介質(zhì)流速、儀表量程與口徑 測量一般的介質(zhì)時(shí)，渦街流量計(jì)的滿度 流量可以在測量介質(zhì)流速0.5—12m/s范圍內(nèi) 選用，范圍比較寬。選擇儀表規(guī)格(口徑)不一 定與工藝管道相同，應(yīng)視測量流量范圍是否 在流速范圍內(nèi)確定，即當(dāng)管道流速偏低，不能滿足流量儀表要求時(shí)或者在此流速下測量準(zhǔn) 確度不能保證時(shí)，需要縮小儀表口徑，從而提 高管內(nèi)流速，得到滿意測量結(jié)果。

3、渦街流量變送器的選擇
　　在飽和蒸汽測量中采用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。
　　4、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(duì)應(yīng)關(guān)系，測量中只采用壓力補(bǔ)償即可，由于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。
　　5、.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。

設(shè)定

（1）儀表系數(shù)的設(shè)定，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(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)

現(xiàn)場需求

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(hào)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(hào)處理將干擾排除，從而得到穩(wěn)定的信號(hào)。

4. 渦街流量計(jì)安裝的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)，大大降低了用專門維渦街流量計(jì)配備直管段的需求。

應(yīng)用原理

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。

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。

在實(shí)際應(yīng)用中，往往zui大流量遠(yuǎn)低于儀表的上限值，隨著負(fù)荷的變化，zui小流量又往往會(huì)低于儀表的下限值，使加工、安裝都不方便。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(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計(jì)采用微功耗*

• 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(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