福建鍋爐蒸汽流量計(jì)，大家都說(shuō)廈門(mén)精川

  渦街流量計(jì)是二十世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的一種新型流量?jī)x表，由于頻率信號(hào)不受流體組分、密度、壓力、溫度的影響，量程寬，精度較高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝維護(hù)方便，應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，受到國(guó)內(nèi)外廣大用戶歡迎，發(fā)展較快，應(yīng)用不斷擴(kuò)大，在許多領(lǐng)域已替代了差壓式流量計(jì)和其它流量?jī)x表[1]。

1 渦街流量計(jì)測(cè)量計(jì)原理

把一個(gè)非流線型阻流體（BluffBody）垂直插入管道中，隨著流體繞過(guò)阻流體流動(dòng)，產(chǎn)生附面層分離現(xiàn)象，形成有規(guī)則的旋渦列，左右兩側(cè)旋渦的旋轉(zhuǎn)方向相反，這種旋渦稱為卡門(mén)渦街，如圖1所示。

根據(jù)卡門(mén)的研究，這些旋列多數(shù)是不穩(wěn)定的，只有形成相互交替的內(nèi)旋的兩排旋渦，且渦列寬度d和同列相鄰的兩旋渦的間距l(xiāng)之比滿足一個(gè)常數(shù)時(shí)，這樣的渦列才是穩(wěn)定的。（對(duì)于圓柱形旋渦發(fā)生體這個(gè)比例為0.281）[2]。

式中：u1-旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速（m/s）；d-旋渦發(fā)生體特征度；St-斯特勞哈爾數(shù)；m-旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積和管道內(nèi)橫截面積之比。

由此可得瞬時(shí)體積流量與渦街頻率的關(guān)系為：

從上式可以得到儀表系數(shù)K為：

式中：qv-通過(guò)流量計(jì)的體積流量（L/s）；f-流量計(jì)輸出的信號(hào)頻率；k-渦街流量計(jì)的儀表系數(shù)（1/L）

由上式可以看出，在St為常數(shù)時(shí)，儀表系數(shù)k僅與旋渦發(fā)生體的幾何參數(shù)有關(guān)，而與流體物性和組分無(wú)關(guān)。因此，渦街流量計(jì)既可以測(cè)量液體，也可以測(cè)量氣體[3]。用水標(biāo)定的渦街流量計(jì)可以用來(lái)測(cè)氣體。

圖2為斯特勞哈爾數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系。從上圖可以看出管道內(nèi)流體的雷諾數(shù)若小于5×103時(shí)，測(cè)量將無(wú)法進(jìn)行，因此選型時(shí)要注意渦街流量計(jì)的小流量的限制[4-5]。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，目前也有一些廠家的渦街流量計(jì)可對(duì)不同雷諾數(shù)段的St值進(jìn)行分段補(bǔ)償，如Endress+Hause的Prowirl73型的渦街流量計(jì)。

2 渦街流量計(jì)的結(jié)構(gòu)

根據(jù)卡門(mén)渦街原理設(shè)計(jì)制造的渦街流量計(jì)，由于設(shè)計(jì)的時(shí)間及生成手段的不同，其檢測(cè)方式及相應(yīng)的檢測(cè)原件都有所不同，所以結(jié)構(gòu)也不一樣。以差動(dòng)電容式渦街流量計(jì)為例，在旋渦發(fā)生體后面安裝差動(dòng)電容傳感器，該傳感器為圓筒形，用變極距原理工作。當(dāng)有流體流過(guò)時(shí)，由于卡門(mén)渦街的作用，在發(fā)生體后差生交變差壓，電容傳感器由此產(chǎn)生左右擺動(dòng)，引起兩側(cè)電容的極距發(fā)生變化，改變電容量，根據(jù)電容量的變化頻率就可以得知渦街頻率。一般渦街流量計(jì)由傳感器和變送器兩部份組成。傳感器包括：表體；旋渦發(fā)生體；檢測(cè)元件；法蘭等。轉(zhuǎn)換器包括：前置放大器；濾波整形電路；接線端子；CPU；存儲(chǔ)器單元；顯示單元；通信單元等。

渦街抗振性主要取決于其檢測(cè)原理，對(duì)于差動(dòng)電容的渦街傳感器，當(dāng)有外界管道機(jī)械振動(dòng)或有流體沖擊時(shí)，不管振動(dòng)方向如何，引起電容檢測(cè)元件的內(nèi)外電極同時(shí)做方向相同、變形量相等的振動(dòng)，而由于此時(shí)的兩電極間的相對(duì)距離保持不變，電容量也沒(méi)有變化。所以差動(dòng)電容渦街流量計(jì)的抗振性優(yōu)于壓電晶體等檢測(cè)方式的渦街流量計(jì)。