蒸汽渦街流量計

*、產品定義：

      江蘇潤儀生產的蒸汽渦街流量計是利用“卡門渦街”測量原理，在信號處理電路中采用數字信號處理技術,設計有14級數字帶通濾波器，通過快速傅立葉軟件算法，提高了渦街的信號檢測靈敏度，加強了渦街流量計的抗振性能，突破了傳統模擬方法處理渦街信號的局限性。采用消擾電路和抗振傳感頭，使儀表具有一定抗環境振動性能測量封閉管道內介質的工況體積流量，它具有其他流量計不可兼得的較多優點，七十年代以來得到了迅速的發展。與渦輪流量計相比，它沒有可動的機械部件，從而維護量小，儀表常數穩定，容易在工作環境中保證精度。與孔板相比，它的測量范圍大，壓力損失小，準確度高。渦街流量計屬于流體振動式流量計，可用于測量飽和蒸汽、過熱蒸汽，各種氣體（如煤氣、天然氣、壓縮空氣、氧氣、氮氣、氬氣、氫氣、二氧化碳等），水及低粘度、低溫液體（如鹽水、液氮）。汽液通用，無需實液標定；可準確測量封閉管道中蒸汽、氣體和液體的流量。有抗振、耐腐、高溫、防爆等多種類型供選用。通徑DN200以上為插入式；適用于冶金、化工、石油、煤氣、城市供排水、食品、紡織、礦山等工業過程，能源管理和環境工程行。

第二、產品工作原理：

    蒸汽渦街流量計在蒸汽流體中設置三角柱型旋渦發生體，則從旋渦發生體兩側交替地產生有規則的旋渦，這種旋渦稱為卡門旋渦，如右圖所示，旋渦列在旋渦發生體下游非對稱地排列。
設旋渦的發生頻率為f，被測介質平均流速為 ，旋渦發生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，即可得到以下關系式：
f=SrU1/d=SrU/md （1）
式中 U1--旋渦發生體兩側平均流速，m/s；
Sr--斯特勞哈爾數；
m--旋渦發生體兩側弓形面積與管道橫截面面積之比
管道內體積流量qv為
qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr (2)
K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 (3)
式中 K--流量計的儀表系數，脈沖數/m3（P/m3）。
K除與旋渦發生體、管道的幾何尺寸有關外，還與斯特勞哈爾數有關。斯特勞哈爾數為無量綱參數，它與旋渦發生體形狀及雷諾數有關，圖2所示為圓柱狀旋渦發生體的斯特勞哈爾數與管道雷諾數的關系圖。由圖可見，在ReD=2×104～7×106范圍內，Sr可視為常數，這是儀表正常工作范圍。當測量氣體流量時，VSF的流量計算式為
(4) 
圖2 斯特勞哈爾數與雷諾數關系曲線
式中 qVn，qV--分別為標準狀態下（0oC或20oC，101.325kPa）和工況下的體積流量，m3/h； 
Pn，P--分別為標準狀態下和工況下的壓力，Pa；
Tn，T--分別為標準狀態下和工況下的熱力學溫度，K；
Zn，Z--分別為標準狀態下和工況下氣體壓縮系數。 
由上式可見，VSF輸出的脈沖頻率信號不受流體物性和組分變化的影響，即儀表系數在一定雷諾數范圍內僅與旋渦發生體及管道的形狀尺寸等有關。但是作為流量計在物料平衡及能源計量中需檢測質量流量，這時流量計的輸出信號應同時監測體積流量和流體密度，流體物性和組分對流量計量還是有直接影響的。
蒸汽渦街流量計便是依據卡門旋渦原理進行封閉管道流體流量測量的新型流量計。因其具有良好的介質適應能力，無需溫度壓力補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況體積流量和質量流量，是節流式流量計的理想替代產品。
為提高蒸汽渦街流量計的耐高溫及抗振動性能，我公司新近開發出了SKLUG改進型渦街流量傳感器，因其*的結構和選材使該傳感器可在高溫（350℃）、強振動（≤1g）的惡劣工況下使用。
在實際應用中，往往大流量遠低于儀表的上限值，隨著負荷的變化，小流量又往往會低于儀表的下限值，儀表并非工作在它的佳工作段，為了解決這一問題，通常采用在測量處縮徑提高測量處的流速，并選用較小口徑的儀表以利于儀表的測量，但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長度為15D以上的直管段進行整流，使加工、安裝都不方便。我公司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，其結構尺寸小，僅為工藝管內徑的1/3，與渦街流量計作成一體，不僅不需要另外附加一段直管段，還可以降低對工藝管直管段的要求，安裝非常方便。
    為了使用方便，電池供電的就地顯示型蒸汽渦街流量計采用微功耗，采用鋰電池供電可不間斷運行一年以上，節省了電纜和顯示儀表的采購安裝費用，可就地顯示瞬時流量、累積流量等。溫度補償一體型渦街流量計還帶有溫度傳感器，可以直接測量出飽和蒸汽的溫度并計算出壓力，從而顯示飽和蒸汽的質量流量。溫壓補償一體型帶有溫度、壓力傳感器，用于氣體流量測量可直接測量出氣體介質的溫度和壓力，從而顯示氣體的標況體積流量

第三、產品特點：
1、蒸汽渦街流量計被測介質溫度范圍寬、可以測量-25°--400°高溫介質；
2、常溫流體工況下不斷流可在線維修。
3、采用抗機械震動，抗沖擊和抗臟污的結構新設計。
4、采用的集成電路，信號處理精度高，高抗干擾性，可靠性高。
5、可選用加寬量程型號，獲得*的小流量性能和擴寬的流量范圍。
6、鈍截面形狀：這是產生旋渦的條件；
7、上下截面形狀相同，左右也對稱：流動接近二維流動的條件；
8、邊界層分離點是固定的：斯特羅哈數St恒定的條件。旋渦發生體在管道中的安裝位置切記要嚴格對稱，旋渦發生體上游必須具有10倍D以上的直管，下游必須有5倍D的直管。

第四、產品技術參數：
1、測量介質： 氣體、液體、蒸氣
2、口徑規格 法蘭卡裝式口徑選擇 25,32,50,80,100
3、法蘭連接式口徑選擇 100,150,200
4、流量測量范圍 正常測量流速范圍 雷諾數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
5、測量精度 1.0級 1.5級
6、被測介質溫度:常溫–25℃～100℃
7、高溫–25℃～150℃ -25℃～250℃
8、輸出信號 脈沖電壓輸出信號 高電平8～10V 低電平0.7～1.3V
9、脈沖占空比約50%,傳輸距離為100m
10、脈沖電流遠傳信號 4～20 mA,傳輸距離為1000m
11、儀表使用環境 溫度:-25℃～+55℃ 濕度:5～90% RH50℃
12、材質 不銹鋼, 鋁合金
13、電源 DC24V或鋰電池3.6V
14、防爆等級 本安型iaIIbT3-T6
15、防護等級 IP65

第五、產品選型：