渦街流量計(jì)

一、儀表概述： 

渦街流量計(jì)主要用于各種行業(yè)工業(yè)管道中氣體、液體、蒸汽介質(zhì)流體的流量測(cè)量。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(wú)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(zhǎng)期穩(wěn)定。

二、測(cè)量原理： 

渦街流量計(jì)是由設(shè)計(jì)在流場(chǎng)中的旋渦發(fā)生體、檢測(cè)探頭及相應(yīng)的電子線路等組成。當(dāng)流體流經(jīng)旋渦發(fā)生體時(shí)，它的兩側(cè)就形成了交替變化的兩排旋渦，這種旋渦被稱為卡門(mén)渦街。在卡門(mén)渦街理論的基礎(chǔ)上又提出了卡門(mén)渦街的頻率與流體的流速成正比，并給出了頻率與流速的關(guān)系式： 

f = St × V/d 式中: 

f 渦街發(fā)生頻率 （Hz） 

V 旋渦發(fā)生體兩側(cè)的平均流速（m/s ） 

St 斯特羅哈爾系數(shù)（常數(shù)） 

這些交替變化的旋渦就形成了一系列交替變化的負(fù)壓力，該壓力作用在檢測(cè)探頭上，便產(chǎn)生一系列交變電信號(hào)，經(jīng)過(guò)前置放大器轉(zhuǎn)換、整形、放大處理后，輸出與旋渦同步成正比的脈沖頻率信號(hào)（或標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)）。 

三、使用選擇及應(yīng)用： 

1、為了使用方便，電池供電型采用微功耗*，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。 

2、溫度補(bǔ)償一體型還帶有溫度傳感器，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。 

3、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。 

4、廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、機(jī)械、造紙，以及城市管道供熱、供水、煤氣等行業(yè)的各種低黏度液體、氣體、蒸汽等單相流體的工藝計(jì)量和節(jié)能管理。 

四、性能特點(diǎn)： 

1、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； 

2、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； 

3、安全防爆，適用于惡劣環(huán)境； 

4、無(wú)可動(dòng)部件、無(wú)孔洞縫隙設(shè)計(jì)，產(chǎn)品無(wú)磨損、耐臟污，無(wú)須機(jī)械維修，使用壽命長(zhǎng)； 

5、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； 

6、溫壓補(bǔ)償一體化設(shè)計(jì)； 

7、電流輸出均為電隔離型,具有良好的共模干擾抑制能力； 

8、同時(shí)顯示流量值與累計(jì)流量值,不必輪流切換； 

9、采用抗振動(dòng)探頭，有效消除外界振動(dòng)影響； 

10、采用分體式信號(hào)轉(zhuǎn)換器，電纜zui長(zhǎng)100米； 

11、量程比寬達(dá)20：1； 

12、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； 

13、表體采用不銹鋼材質(zhì)，可適用于腐蝕性介質(zhì)的測(cè)量； 

14、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。 

五、技術(shù)指標(biāo)：

1、測(cè)量介質(zhì)：液體、氣體、蒸汽；

2、測(cè)量范圍：（見(jiàn)下表）；

3、公稱通徑：（見(jiàn)下表）非標(biāo)產(chǎn)品可根據(jù)用戶要求特殊定做；

4、溫度范圍：壓電式   -40℃ ~ 350℃      電容式   -60℃ ~ 450℃；

5、壓力規(guī)格：PN1.6Mpa; PN2.5Mpa; PN4.0Mpa ,更高壓力規(guī)格可特殊定做；

6、范 圍 度：正常范圍1：10   擴(kuò)展后范圍1：15；

7、壓力損失系數(shù)：Cd≤2.6；

8、系統(tǒng)測(cè)量精度：液體、氣體  示值的±1%；

       蒸 汽   示值的±1.5%；

       插入式    示值的±2.5%；

9、供電電壓：傳感器 +12VDC 、+24VDC（可選） 變送器 +24VDC；

   現(xiàn)場(chǎng)顯示型 儀表自帶3.6V鋰電池；                                               

10、輸出信號(hào)：傳感器 脈沖頻率信號(hào)0.1 ~ 3000Hz 低電平≤1V 高電平≥6V；

變送器 兩線制4 ~ 20mA.DC電流信號(hào)；

11、允許振動(dòng)加速度：壓電式 ≤0.2g    電容式 ≤1.0g；

12、環(huán)境溫度：傳感器：-30℃ ~ 65℃   變送器、現(xiàn)場(chǎng)顯示：-10℃ ~ 50℃；

13、環(huán)境濕度：相對(duì)濕度5 ~ 85%；

14、大氣壓力：86 ~ 106Kpa；

15、信號(hào)遠(yuǎn)傳距離：≤500m；

16、信號(hào)線接口：內(nèi)螺紋M20×1.5；

17、防爆等級(jí)：( ia )ⅡCT2 — T5；

18、 防護(hù)等級(jí)：普通型 IP65  潛水型IP68；

19、儀表材質(zhì)：儀表外殼采用鋁合金，表體部分采用不銹鋼304材質(zhì),也可根據(jù)用戶要求采用特殊材質(zhì)。

六、安裝要求說(shuō)明： 

1、渦街只能單向測(cè)量，安裝時(shí)注意保證介質(zhì)流量方向與流量計(jì)箭頭所示方向*。 

2、安裝方式為豎直安裝，介質(zhì)自下而上通過(guò)流計(jì)。即將流量計(jì)安裝在豎直管道上，流量方向?yàn)樽韵孪蛏稀?nbsp;

3、水平安裝時(shí)，必須將流量計(jì)裝在整個(gè)系統(tǒng)的高壓區(qū)，并保證相應(yīng)的出口壓力；不要安裝在管路的zui高點(diǎn)，因zui高點(diǎn)往往氣體積聚，管道非滿，出口不可直接放空。 

4、測(cè)高溫流體時(shí)，盡量采用豎直安裝方式；若不得不水平安裝，請(qǐng)將流量計(jì)的變送器部分豎直向下，或水平側(cè)裝，避免溫度過(guò)高；注意安裝位置處空氣流動(dòng)或通風(fēng)良好。 

5、直管段要求：至少保證流量計(jì)前15倍管徑，流量計(jì)后5倍管徑。如流量計(jì)前有彎頭，縮進(jìn)，擴(kuò)大等干擾源，則需保證流量計(jì)前30-40倍的管徑，流量計(jì)后6倍管徑。流量計(jì)應(yīng)安裝于調(diào)節(jié)閥，壓力或溫度傳感器的上游。 

6、安裝時(shí)注意管道口徑應(yīng)略大于或等于儀表的內(nèi)徑。 

7、使用密封圈時(shí)，注意密封圈內(nèi)徑應(yīng)略大于或等于儀表的內(nèi)徑，密封圈中心位于管道中心。 

8、電纜入口密封儀表電氣連接時(shí)，必須注意進(jìn)線孔的密封。必須根據(jù)儀表電纜入口型號(hào)選擇相應(yīng)的密封接口（M20Χ1.5;1/2'NPT;G1/2'），并正確、緊密地安裝。沒(méi)有密封接頭，或安裝馬虎，達(dá)不到密封效果。 

七、對(duì)管道要求：

1、對(duì)直管段的要求： 

為了確保儀表正常、準(zhǔn)確運(yùn)行，傳感器安裝點(diǎn)的上下游必須有一定的直管道，以調(diào)整流場(chǎng)，如圖所示。 

圖1：同心縮管； 

圖2：同心擴(kuò)管； 

圖3：一個(gè)90度彎頭； 

圖4：同一平面兩個(gè)90度彎頭； 

圖5：不同平面兩個(gè)90度彎頭； 

圖6 ：調(diào)節(jié)閥應(yīng)安裝在傳感器下游5D以 遠(yuǎn)處，若必須安裝在傳感器上游， 則傳感器上游應(yīng)有不小于50D的 等徑直管段，下游應(yīng)有不小于5D 的等徑直管段。 

2、對(duì)管道的要求： 

a、上、下游配管內(nèi)徑D和與傳感器內(nèi)徑DN相同，其差異滿足下述條件：0.95DN≤D≤1.1DN。 

b、配管應(yīng)與傳感器同心，同軸度應(yīng)小于0.05DN。 

c、密封墊不能凸入管道內(nèi)，其內(nèi)徑可比傳感器內(nèi)徑略大。 

d、如需斷流檢查與清洗傳感器，應(yīng)設(shè)置旁通管道，如下圖所示。 

3、對(duì)管道振動(dòng)的要求： 

傳感器盡量避免安裝在振動(dòng)較強(qiáng)的管道上，若不得已要安裝時(shí)，必須采取減震措施，在傳感器的上下游2D處分別設(shè)置管道緊固裝置，并加防振墊。 

特別注意：在空壓機(jī)出口處振動(dòng)較強(qiáng)，不能安裝傳感器，應(yīng)安裝在儲(chǔ)氣罐之后。

八、安裝注意事項(xiàng)：

1、法蘭與直管段焊接時(shí)不能帶著傳感器焊接。

2、安裝時(shí)應(yīng)使傳感器的流向標(biāo)志與管道內(nèi)流體流向*。

3、傳感器安裝前，法蘭凹槽內(nèi)必須放好密封圈。壓力和溫度測(cè)量點(diǎn)的位置，取壓點(diǎn)在傳感器下游3～5DN處，測(cè)溫點(diǎn)在下游5～8DN處。

4、測(cè)量高溫介質(zhì)時(shí)，切勿用隔熱材料把傳感器連接桿周圍包起來(lái)。

5、連接傳器的屏蔽電纜走向，應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁場(chǎng)的干擾場(chǎng)合。不允許與高壓電纜一起敷設(shè)，屏蔽電纜要盡量縮短，并且不得盤(pán)卷，以減少分布電感，zui大長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)200米。

6、安裝傳感器前，管道必須進(jìn)行清洗。沖掉管內(nèi)的雜質(zhì)，避免通流后堵塞傳感器。測(cè)量液體的管道必須充滿被測(cè)液體，防止氣泡的干擾。

7、測(cè)量氣體的管道為防止儲(chǔ)積液的干擾。安裝位置如圖五所示。高溫高壓下更換探頭體時(shí)，必須安全操作，做好高溫防護(hù)。降溫降壓后在安全條件下方可更換探頭。

九、安裝的規(guī)范管理：

流量計(jì)規(guī)范安裝，給使用部門(mén)在后續(xù)管理提供有力的技術(shù)保障，對(duì)施工單位提出以下幾點(diǎn)具體要求，通過(guò)多年的驗(yàn)證效果很好。

1、帶4～20mA輸出，脈沖輸出。

2、GPRS遠(yuǎn)傳設(shè)備需帶脈沖輸入，4～20mA輸入。

3、具有電源防雷和信號(hào)防雷（4～20mA）。

4、儀表柜要求為：柜內(nèi)帶UPS電源、配空開(kāi)及插座、將GPRS通訊裝置、智能轉(zhuǎn)換器等集中安裝并帶鎖。

5、儀表柜的平穩(wěn)需水泥墩底座、儀表柜防護(hù)等級(jí)適用戶外、柜頂具有隔熱層防止陽(yáng)光直射、柜具有防潑水功能。

6、表井內(nèi)需有一側(cè)留有足夠的直管段，便于智能檢測(cè)、比對(duì)和后續(xù)管理。

7、設(shè)計(jì)智能時(shí)前端須留有至少10倍公稱通經(jīng)（10DN）的直管段，后端須留有大于5DN的直管段，確保計(jì)量準(zhǔn)確。

8、應(yīng)嚴(yán)格按說(shuō)明書(shū)安裝，安裝完畢后需測(cè)量接地，接地電阻值應(yīng)在10Ω以下。等電位連接線使用多股銅束導(dǎo)線，線纜需大于等于16mm2；儀表接地線使用多股銅束導(dǎo)線，線纜要求大于等于6mm2。接地標(biāo)準(zhǔn)詳見(jiàn)GB50343-2009《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》。

十、選型要點(diǎn)：

正確選型才能保證更好的使用。選用什么種類的應(yīng)根據(jù)被測(cè)流體介質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)來(lái)決定?使的通徑、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(cè)流體的性質(zhì)和流量測(cè)量的要求。

1、精密功能檢查

精度等級(jí)和功能根據(jù)測(cè)量要求和使用場(chǎng)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(chǎng)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(guò)程控制的場(chǎng)合，根據(jù)控制要求選擇不 同精度等級(jí);有些僅僅是檢測(cè)一下過(guò)程流量，無(wú)需做精確控制和計(jì)量的場(chǎng)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。

2、可測(cè)量的介質(zhì)

測(cè)量介質(zhì)流速、儀表量程與口徑 測(cè)量一般的介質(zhì)時(shí)，的滿度 流量可以在測(cè)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(cè)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?jī)x表要求時(shí)或者在此流速下測(cè)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(cè)量結(jié)果。

3、渦街流量變送器的選擇

在飽和蒸汽測(cè)量中采用VA型壓電式渦街流量變送器，由于量程范圍寬，因此，在實(shí)際應(yīng)用中，一般主要考慮測(cè)量飽和蒸汽的流量不得低于的下限，也就是說(shuō)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(lái)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(zhǎng)，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(cè)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。