鍋爐流量計— 江蘇銳派儀表有限公司

蒸汽流量表

鍋爐流量計(渦街流量計)工作原理：
（鍋爐流量計）在流體中設置三角柱型旋渦發(fā)生體，則從旋渦發(fā)生體兩側交替地產生有規(guī)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(fā)生體下游非對稱地排列,。

渦街流量計產品優(yōu)勢：
1,、新一代智能化渦街流量計，具有精度高,、抗振動,、抗干擾、維護方便的特點,，適合于各種使用蒸汽,、氣體工況下的流量計量。
2,、渦街流量傳感器和流量顯示儀及補償方式合稱為渦街流量計,。渦街流量計則為渦街流量計的典型代表。
3,、渦街流量傳感器是利用卡門渦街原理和現(xiàn)代電子技術而設計制造的一種具有高度可靠性,、優(yōu)良的技術性能指標、良好的介質適應性和通用性的新型流量儀表,。

RP-LUGB系列渦街流量計可在很寬的流量范圍內精確測量氣體,、液體和在蒸汽的流量而不受物理性質的影響。
不受溫度,、壓力的影響,，同時不易堵，不易卡,，不易結垢,，耐高溫、高壓,。
安全防爆,，適用于惡劣環(huán)境。
無可動部件,、無空洞縫隙設計,，產品無磨損、耐臟污,，無需機械維修,，使用壽命長。
采用微功耗*，電池供電的現(xiàn)場顯示型流量計,，可不斷電運行兩年以上,。
穩(wěn)壓補償一體化設計。
電流輸出均為電隔離型,，具有良好的共模干擾抑制能力,。
同時顯示流量值與累計流量值，不必輪流切換,。
采用抗振探頭,，有效消除外界振動影響。
電路采用表面貼裝工藝,，結構緊湊,，可靠性高。
采用分體式信號轉換器,，電纜zui長10米,。
量程比寬達20:1,。
儀表整體結構設計合理,，動態(tài)測量范圍寬，壓力損失小,。
表體采用不銹鋼材質,，可適用于腐蝕性介質的測量。
現(xiàn)場液晶顯示,，脈沖,、4-20mA輸出或485通訊，可與工業(yè)自動化系統(tǒng)連接,。

概述：
渦街流量計（的基本原理是卡門渦街原理,即“渦街旋渦分離頻率與流速成正比",。變送器流通本體直徑與儀表的公稱口徑基本相同。如圖一所示,流通本體內插入有一個近似為等腰三角形的柱體,柱體的軸線與被測介質流動方向垂直,底面迎向流體,。

當被測介質流過柱體時,在柱體兩側交替產生旋渦,旋渦不斷產生和分離,在柱體下游便形成了交錯排列的兩列旋渦即“渦街",。理論分析和實驗已證明,旋渦分離的頻率與柱側介質流速成正比。

旋渦交錯分離,在柱體兩側及柱體后面的尾流中產生脈動的壓力,設在柱體內部（或后面）的檢測探頭受到這種微小的脈動壓力的作用,使埋設在探頭內的壓電晶體元件受到交變應力而產生交變電荷信號,。該信號經放大器上的電荷變換,、放大，濾波限幅和觸發(fā)整形處理后,，輸出頻率與旋渦分離頻率相同的方波電壓脈沖信號,。該信號再送到就地顯示儀，傳感器輸出的每一個脈沖將代表一定體積的被測流體,。一段時間內的輸出總脈沖數(shù),將代表這段時間內流過傳感器的流體總體積,。

傳感器輸出的電壓脈沖信號送到連于一體的就地顯示儀。就地顯示儀采用微功耗CPU,，測量渦街傳感器輸出的頻率信號,，根據設定的密度,，渦街流量系數(shù)進行流量運算，現(xiàn)場液晶顯示瞬時流量和累計流量,。

渦街流量計的基本原理是卡門渦街原理,即“渦街旋渦分離頻率與流速成正比",。變送器流通本體直徑與儀表的公稱口徑基本相同。如圖一所示,流通本體內插入有一個近似為等腰三角形的柱體,柱體的軸線與被測介質流動方向垂直,底面迎向流體,。

1. 工作原理
在流體中設置旋渦發(fā)生體（阻流體），從旋渦發(fā)生體兩側交替地產生有規(guī)則的旋渦,，這種旋渦稱為卡曼渦街,，如圖1所示。旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列,。設旋渦的發(fā)生頻率為f,，被測介質來流的平均速度為U，旋渦發(fā)生體迎面寬度為d,，表體通徑為D,，根據卡曼渦街原理，有如下關系式
f=SrU1/d=SrU/md 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?。?）
式中　　U1--旋渦發(fā)生體兩側平均流速,，m/s；
Sr--斯特勞哈爾數(shù),；
m--旋渦發(fā)生體兩側弓形面積與管道橫截面面積之比

圖1 卡曼渦街

管道內體積流量qv為
qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr 　　　　　　　　　　　　　　　?。?）
K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 　　　　　　　　　　　　　　　　 （3）
式中 K--流量計的儀表系數(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外，還與斯特勞哈爾數(shù)有關,。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，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)的關系圖,。由圖可見,，在ReD=2×104～7×106范圍內，Sr可視為常數(shù),，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(shù)與雷諾數(shù)關系曲線

式中 qVn,，qV--分別為標準狀態(tài)下（0oC或20oC，101.325kPa）和工況下的體積流量,，m3/h,； 
Pn，P--分別為標準狀態(tài)下和工況下的壓力,，Pa,；
Tn，T--分別為標準狀態(tài)下和工況下的熱力學溫度,，K,；
Zn,，Z--分別為標準狀態(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)范圍內僅與旋渦發(fā)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(jiān)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。
2. 結構
VSF由傳感器和轉換器兩部分組成,，如圖3所示,。傳感器包括旋渦發(fā)生體（阻流體）、檢測元件,、儀表表體等,；轉換器包括前置放大器、濾波整形電路,、D／A轉換電路,、輸出接口電路、端子,、支架和防護罩等,。近年來智能式流量計還把微處理器、顯示通訊及其他功能模塊亦裝在轉換器內,。

圖3 渦街流量計

例二：已知蒸汽壓力和溫度及工況流量時

測量介質為過熱蒸汽,，蒸汽溫度為320℃，壓力為1.5MPa（絕壓）,流量范圍為3t/h～25t/h, 試 確定流量計口徑,。

步驟一：計算蒸汽的等效空氣參比條件下的體積流量范圍,，經查附表（二）,該狀態(tài)下蒸汽的密度為:5.665Kg/m3,由公式（8） :

765（m3/h）

6379（m3/h）

步驟二：根據等效參比流量范圍765-6379m3/h，查表（二）,，比較適合該流量范圍為DN200口徑,。

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