預(yù)付費(fèi)蒸汽流量計(jì)選型-渦街流量計(jì)

      渦街流量計(jì)屬于速度式流量計(jì)的一種，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、蒸汽等多種介質(zhì)。

其特點(diǎn)是壓力損失小，量程范圍大，精度適中，在測(cè)量流體為體積流量時(shí)，幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。

    因無可動(dòng)機(jī)械零件，因此具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、維護(hù)量小、流通能力大（與其它同等口徑的流量計(jì)比，可通過的流量大），由于渦街流量計(jì)具有這些特點(diǎn)，已成為常用的流量?jī)x表之一。

一、工作原理 渦街流量計(jì)的工作原理 ：渦街流量計(jì)是應(yīng)用流體振蕩原理來測(cè)量流量的，在流體中設(shè)置三角柱型旋渦發(fā)生體（旋渦發(fā)生體有多種形狀），則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼旋渦，旋渦在旋渦發(fā)生體下游非對(duì)稱地排列

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)，可用公式1表示： f為輸出頻率，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)生體迎流面寬度，單位為m； D 為管道內(nèi)徑，單位為m； St為斯特勞哈爾數(shù)（Strouhalnumber），無量綱數(shù)，它與旋渦發(fā)生的形狀及雷諾數(shù)有關(guān)，從圖二中可以看出斯特勞哈爾數(shù)在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)視為常數(shù)。

   從中可以看出，斯特勞哈爾數(shù)視為常數(shù)時(shí)，旋渦發(fā)生體迎流面寬度、工藝管徑確定后，頻率只與流速有關(guān)。

渦街流量計(jì)的流量方程： 式中：qv為體積流量，m3/s； qm為質(zhì)量流量，kg/s； f為傳感器輸出信號(hào)的頻率，Hz； K為傳感器的儀表系數(shù)； ρ為流體密度，kg/ m3。 當(dāng)測(cè)量氣體時(shí)，渦街流量計(jì)的流量方程式為： 式中：Pn ，Tn 分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的壓力和溫度； Z ，Zn 分別為工作狀態(tài)下和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體壓縮系數(shù)； qvn為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（20℃，101.32kPa）體積流量，m3/s； P ，T 分別為工作狀態(tài)下的壓力和溫度 傳感器的儀表系數(shù)k值由流量標(biāo)準(zhǔn)裝置校驗(yàn)得到，校驗(yàn)介質(zhì)通常是用水或空氣。

  從中可見，一般渦街流量計(jì)頻率輸出信號(hào)不受流體物性和組分變化的影響，只與儀表系數(shù)K、旋渦發(fā)生體的形狀和尺寸、雷諾數(shù)有關(guān)，而當(dāng)儀表系數(shù)K、旋渦發(fā)生體的形狀和尺寸在產(chǎn)品出廠前已確定，當(dāng)雷諾數(shù)工作在精度確保范圍內(nèi)時(shí)，渦街流量計(jì)頻率輸出信號(hào)只與流速有關(guān)。

  但是，當(dāng)我們需要的是質(zhì)量流量時(shí)，我們?cè)诘玫襟w積流量的同時(shí)還要取得流體的密度，這就要對(duì)密度產(chǎn)生影響的參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，如溫度、壓力等，對(duì)密度進(jìn)行修正。

二、分類 渦街流量計(jì)有好多種分類，我們常用的是： 按傳感器連接方式分類，

被分為：1）法蘭連接型；2）對(duì)夾型（也稱夾持型）； 按傳感器與轉(zhuǎn)換器組成分類，被分為：1）一體型；2）分離型； 按傳感器結(jié)構(gòu)形式分類，被分為：1）滿管式；2）插入式。

三、結(jié)構(gòu) 渦街流量計(jì)一般由四部分組成，旋渦發(fā)生體、旋渦檢出器、儀表表體及轉(zhuǎn)換器。 1、旋渦發(fā)生體。旋渦發(fā)生體分為單旋渦發(fā)生體和多旋渦發(fā)生體。常用的是單旋渦發(fā)生體，它的基本形狀有三角形、圓形、矩形等，將單旋渦發(fā)生體再進(jìn)行組合，即是多旋渦發(fā)生體，多旋渦發(fā)生體對(duì)提高渦街強(qiáng)度、穩(wěn)定性及減低雷諾數(shù)下限有一定作用。

2、旋渦檢出器。檢測(cè)旋渦一般有五種方式：1）在旋渦發(fā)生體內(nèi)設(shè)置檢測(cè)元件，直接檢測(cè)發(fā)生體兩側(cè)的差壓；2）在旋渦發(fā)生體上開導(dǎo)壓孔，在導(dǎo)壓孔中設(shè)置檢測(cè)元件，檢測(cè)發(fā)生體兩側(cè)的差壓；3）檢測(cè)旋渦發(fā)生體周圍的交變環(huán)流；4）檢測(cè)旋渦發(fā)生體背面的交變環(huán)流；5）檢測(cè)尾流中的旋渦列。通過以上五種檢測(cè)方式，采用熱敏、應(yīng)力、應(yīng)變、電容、光電、超聲等技術(shù)的檢測(cè)元件，即構(gòu)成多品種渦街流量計(jì)傳感器。

3、轉(zhuǎn)換器。將傳感器檢測(cè)出的渦街信號(hào)通過放大、濾波、整形等處理，根據(jù)實(shí)際需要，轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)或兩線制4~20mA電流信號(hào)，供二次儀表或控制系統(tǒng)使用。

4、儀表表體。儀表表體的結(jié)構(gòu)及材料應(yīng)根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的溫度、壓力及腐蝕性等參數(shù)而定，它對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度也有重要的影響。

四、渦街流量計(jì)主要特點(diǎn) 1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固，無可動(dòng)部件，安裝維護(hù)方便； 2）可測(cè)流體種類較多，液體、氣體、蒸汽等，包括部分混相流介質(zhì)； 3）檢測(cè)傳感器不直接接觸被測(cè)介質(zhì)，性能穩(wěn)定，壽命長(zhǎng)； 4）輸出是與流量成正比的脈沖信號(hào)，無零點(diǎn)漂移，精度較高； 5）測(cè)量范圍寬，量程比可達(dá)10：1，特殊需要的可達(dá)20：1或更高； 6）壓力損失較小（與孔板流量計(jì)比），運(yùn)行費(fèi)用低，更具節(jié)能意義。

7）在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，不受流體物性及組分的影響，只與儀表系數(shù)及旋渦發(fā)生體的形狀和尺寸有關(guān)，對(duì)檢測(cè)元件比較容易做到標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)；

8）性價(jià)比高，在眾多的流量?jī)x表中渦街流量計(jì)屬于經(jīng)濟(jì)實(shí)用的一種。

9）安全性高，若檢測(cè)元件發(fā)生故障，不會(huì)造成管道斷流；

五、注意事項(xiàng) 一臺(tái)再好的儀表，若設(shè)計(jì)選型和安裝不正確，那也不會(huì)有好的效果，工程設(shè)計(jì)時(shí)我們應(yīng)注意： 1、考慮工藝參數(shù): 1）要使旋渦發(fā)生體產(chǎn)生旋渦，檢測(cè)元件在保證精度范圍內(nèi)工作。不適合低雷諾數(shù)或高粘度的流體介質(zhì)檢測(cè)，因?yàn)榈屠字Z數(shù)流體線性度差，高粘度的流體不宜形成旋渦；2）對(duì)于被測(cè)介質(zhì)中含有細(xì)小顆粒或氣泡含量大于一定比例會(huì)影響儀表系數(shù)偏離，選用時(shí)應(yīng)慎用；3）對(duì)于脈動(dòng)的流體，極易將流體脈動(dòng)的頻率疊加到旋渦發(fā)生體的工作脈沖上引起共振，選型時(shí)應(yīng)回避；4）對(duì)于含固體微粒物的流體對(duì)旋渦發(fā)生體的沖刷會(huì)磨損旋渦發(fā)生體，若含有的纖維臟污的流體纏繞在旋渦發(fā)生體上會(huì)影響使用壽命和測(cè)量度；5）考慮介質(zhì)的腐蝕性；6）對(duì)用于測(cè)量大口徑管道流量時(shí)適合用插入式的。

2、安裝環(huán)境：1）傳感器應(yīng)避免安裝在有強(qiáng)烈機(jī)械振動(dòng)的管道上（如泵出口），若不可避免時(shí)，應(yīng)采取防震措施；2）傳感器（包括連接傳感器的屏蔽電纜敷設(shè)時(shí)）應(yīng)避免安裝在高溫?zé)嵩础⑤椛湓础?qiáng)電磁場(chǎng)干擾和強(qiáng)腐蝕的環(huán)境中；3）考慮儀表便于安裝維修的空間；4）考慮安全與防護(hù)等級(jí)。 3、安裝方式：1）保證流量計(jì)前后的直管段（需看儀表產(chǎn)品說明書上直管段要求，越是滿足要求，測(cè)量度越高）；2）渦街流量計(jì)水平安裝較多，測(cè)量液體流量時(shí)，若被測(cè)液體中含有少量的氣體，傳感器應(yīng)安裝在管線的較低處，測(cè)量氣體流量時(shí)，若被測(cè)氣體中含有少量的液體，傳感器應(yīng)安裝在管線的較高處；垂直安裝時(shí)，液體的流向自下而上，氣體的流向不限，但氣體中含有少量液體時(shí)，則氣體流向必須自下而上。3）對(duì)于在水平管道上測(cè)量過熱蒸汽，飽和蒸汽和低溫液體時(shí)，若條件允許采用側(cè)裝，這樣流體的溫度對(duì)放大器的影響較小（任何在水平管道上安裝的傳感器都可在水平管道上側(cè)裝）。