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渦街流量計(jì)應(yīng)用

  sklu系列渦街流量計(jì)主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。其特點(diǎn)是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時(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)能長期穩(wěn)定。渦街流量計(jì)采用壓電應(yīng)力式傳感器,可靠性高,可在-20℃～+250℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),也有數(shù)字脈沖信號(hào)輸出,容易與計(jì)算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種比較先進(jìn)、理想的流量儀表。

渦街流量計(jì)原理

 在流體中設(shè)置三角柱型旋渦發(fā)生體，則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡門旋渦，如圖1所示，旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對(duì)稱地排列。

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=srv1/d=srv/md 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1）

式中　　v1--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=πd2v/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(4)

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)下和工況下的絕對(duì)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。

為提高渦街流量計(jì)的耐高溫及抗振動(dòng)性能，我公司新近開發(fā)出了sklu改進(jìn)型渦街流量傳感器，因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和選材使該傳感器可在高溫（350℃）、強(qiáng)振動(dòng)（≤1g）的惡劣工況下使用。

在實(shí)際應(yīng)用中，往往最大流量遠(yuǎn)低于儀表的上限值，隨著負(fù)荷的變化，最小流量又往往會(huì)低于儀表的下限值，儀表并非工作在它的最佳工作段，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(jìn)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(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)采用微功耗高新技術(shù)，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安 裝費(fèi)用，可就地顯示瞬時(shí)流量、累積流量等。溫度補(bǔ)償一體型渦街流量計(jì)還帶有溫度傳感器，可以直接測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。溫壓補(bǔ)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(zhì)的溫度和壓力，從而顯示氣體的標(biāo)況體積流量。

◆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dn15~300

◆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) 2.5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

渦街流量計(jì)產(chǎn)品選型

型號(hào)口徑流量范圍m3/h（飽和蒸汽180℃ ρ=5.157kg/m3）液體氣體飽和蒸汽sklu-15dn150.4~43.0~123.0~12sklu-20dn200.8~86~306~30sklu-25dn251.2~129.0~559.0~55sklu-32dn322.0~2012~12012~120sklu-40dn403.0~3020~20020~200sklu-50dn505.0~5030~30030~300sklu-65dn658.0~8050~50050~500sklu-80dn8012~12080~80080~800sklu-100dn10020~200120~1200120~1200sklu-125dn12530~300200~2000200~2000sklu-150dn15040~400300~3000300~3000sklu-200dn20075~750500~5000500~5000sklu-250dn250110~1100800~8000800~8000sklu-300dn300160~16001100~110001100~11000 代號(hào)功能1n無溫壓補(bǔ)償y有溫壓補(bǔ)償 代號(hào)輸出型號(hào)f14-20ma輸出（二線制）f2脈沖f3rs485通訊接口f4hart協(xié)議 代號(hào)被測介質(zhì)j1液體j2氣體j3蒸汽 代號(hào)連接方式l1法蘭卡裝式l2法蘭連接式 代號(hào)功能2e11.0級(jí)（適用于液體）e21.5級(jí)e32.5級(jí)（dn15 dn20） t1常溫t2高溫t3蒸汽 p11.6mpap22.5mpap34.0mpa d1內(nèi)部3.6v供電（不帶輸出）d2dc24v供電 b1不銹鋼（法蘭材質(zhì)）b2碳鋼（法蘭材質(zhì)）

渦街流量計(jì)系列產(chǎn)品有：插入式渦街流量計(jì)；氣體渦街流量計(jì)；蒸汽渦街流量計(jì)；帶溫壓補(bǔ)償一體式渦街流量計(jì)；