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內(nèi)容摘要

蒸汽是物質(zhì)受熱受壓后由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的形式,，通俗點說蒸氣就是液體（液態(tài)物質(zhì)）蒸發(fā)或沸騰后所產(chǎn)生（成為）的氣體（氣態(tài)物質(zhì)）,。蒸汽在我們?nèi)粘Ｉ钪幸埠艹Ｒ?，當然隨著目前熱力電力等行業(yè)的迅猛發(fā)展,，包括企業(yè)對能源成本考核的加強,，蒸汽的計量逐漸被重視起來,。尤其針對蒸汽的貿(mào)易計量因關(guān)系到各商戶的貿(mào)易經(jīng)濟利益,，則更能突顯出蒸汽計量的準確、高效,、可靠性是如此的重要,。

加強蒸汽計量的管理、提高工作效率,、完善運營成本是開展蒸汽計量工作始終如一的目的?，F(xiàn)如今蒸汽的運用十分廣泛，可以說大部分企業(yè)都有對蒸汽用料的需求,，像電廠,、冶金、鑄造,、紡織,、印染廠、食品廠,、能源,、醫(yī)藥等領(lǐng)域。對于蒸汽的計量越來越多的企業(yè)選擇使用渦街流量計,，為什么渦街流量計會受到如此大的重用,，在于它在測量蒸汽上有比其他流量計更出色的特點。

首先渦街流量計是根據(jù)卡門渦街原理研發(fā)的所以叫做渦街流量計,，能夠測量蒸汽的標況體積流量以及質(zhì)量流量,。其工作原理詳細點講是在流體中設(shè)有漩渦發(fā)生體（漩渦發(fā)生體如圖），當液體流經(jīng)時會從漩渦發(fā)生體兩側(cè)產(chǎn)生交替并且有規(guī)則的漩渦,，故這種漩渦便是卡門渦街,。漩渦數(shù)列在漩渦發(fā)生體的下游并對稱有規(guī)律排列，設(shè)漩渦的發(fā)生頻率為f,，所測量的介質(zhì)流動平均速度為u,，漩渦發(fā)生體迎面寬度為d，儀表通經(jīng)為D,，依據(jù)卡門渦街原理可以得到如下關(guān)系式：

F=SrU1/d=SrU/md

其中U1表示為漩渦發(fā)生體兩側(cè)的平均流速，單位為：m/s

Sr：斯特勞哈爾數(shù),；

m=漩渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道的橫截面面積比,，管道內(nèi)體積流量為qv為：

qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr

K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1

其中K=流量計的儀表系數(shù)（又稱K系數(shù)），脈沖數(shù)/m3（P/m3）

K除了與漩渦發(fā)生體,、管道尺寸有關(guān)系之外,，還與斯特勞哈爾數(shù)有關(guān)系。斯特勞哈爾數(shù)屬于無量綱參數(shù),，它與漩渦發(fā)生體形狀以及雷諾數(shù)有關(guān),，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。當測量氣體流量時,，渦街流量表的流量計算式為

其中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)下和工況下的絕對壓力,，Pa,；
Tn，T=分別為標準狀態(tài)下和工況下的熱力學(xué)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),。
由上公式可見,，渦街流量表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(nèi)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān),。但是作為流量計在物料平衡及能源計量中需檢測質(zhì)量流量,，這時流量計的輸出信號應(yīng)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,。

渦街流量計的基本結(jié)構(gòu)比較簡單主要是由檢測元件,、漩渦發(fā)生體、信號處理放大電路等部分組成,，目前國內(nèi)對渦街流量計的研發(fā)創(chuàng)新已經(jīng)相當成熟,，全新設(shè)計理念已將溫度、壓力,、流量信號集于一體,，通過智能數(shù)字處理系統(tǒng)將三種信號混合處理后進行自動補償并輸出準確的標準流量。此外它還有很多優(yōu)勢特點,，尤其是具有超常使用壽命,，綜合來講渦街流量計的性價比確實要高些，要比傳統(tǒng)類型的流量計使用效果更好,。正是因為在工況場合中可發(fā)揮出下面優(yōu)勢特點,，才使得渦街流量計的運用得到全面發(fā)展，滿足多種復(fù)雜場景的運用需求,。

1.與介質(zhì)無接觸式測量

渦街流量計的測量傳感器不會與介質(zhì)有直接接觸,，能夠延長儀表使用壽命,，性能穩(wěn)定，且不會影響測量精度,。

2.測量范圍寬,，量程比好

對于部分測量蒸汽不平衡的現(xiàn)場用渦街流量計是很有必要的，渦街流量計測量范圍寬,，并且測量的量程比可以達到1：10,，甚至能達到1:20。

3.安裝便捷,，可減少故障點

渦街流量計的安裝很方便,，較比一些差壓式流量計來說安裝要簡單很多，即節(jié)省了安裝費用,，又減少故障點,，高效提升生產(chǎn)效率，后續(xù)維護也十分方便,。

4.全自動化電路設(shè)計,，自動補償

表體集成了溫度與壓力自動補償功能，全智能數(shù)字化電路設(shè)計,，可自動補償被測介質(zhì)的密度或者是標況體積流量,、標準質(zhì)量流量。

5.測量精度高,，自動修正功能

具有全新數(shù)字濾波以及自動修正功能,，無可動部件，可靠性高,，能夠確保流量測量更加準確可靠,。

6.可測量多種類型介質(zhì)，運用范圍很廣

雖然渦街流量計能夠測量蒸汽,，且測量蒸汽計量非常用優(yōu)勢,，它也能夠測量液體、氣體,。像導(dǎo)熱油,、氧氣、二氧化碳,、壓縮空氣,、空氣、汽油,、熱水、純水等多種類型介質(zhì),，運用非常全面廣泛,。

7.全新點陣漢字液晶顯示

渦街流量計采用全新的外觀設(shè)計,，本體采用精密鑄造工藝，外形美觀,，可以針對耐高溫,、抗腐蝕現(xiàn)場運用，智能表頭讀數(shù)清晰直觀,，可以準確顯示瞬時流量與累計流量,。

8.多種結(jié)構(gòu)類型可滿足不同工況要求

街流量計的結(jié)構(gòu)形式包含：一體式/分體式/插入式渦街流量計三種；

其次連接形式也分為以下幾種：法蘭夾裝式（對夾式）/法蘭連接/螺紋連接/卡箍連接四種,；補償功能包含：溫度壓力補償,、單溫度補償、單壓力補償,、無補償功能,；

高溫現(xiàn)場可選擇耐高溫型（上限高溫≥350℃）；高壓現(xiàn)場可選擇耐高壓型渦街流量計（＞4.0MPa協(xié)議供貨）,；易燃易爆現(xiàn)場可以選擇防爆型渦街流量計（我司上海有恒測控技術(shù)有限公司已取得防爆證書）,；因此用戶可以根據(jù)現(xiàn)場要求選擇匹配的渦街流量計。

9.具有多種輸出方式

渦街流量計具有多種輸出方式,，包括脈沖輸出,、電流輸出、電壓輸出,、4-20mA輸出,、RS485輸出等，根據(jù)現(xiàn)場測量要求選擇即可,。

10.運行穩(wěn)定,、安全性高、維護量少

渦街流量計的安全穩(wěn)定性比較高,，誤差量小,，通過正確合理的使用在任何環(huán)境下及測量不同類型介質(zhì)時，都能夠得到高精度測量結(jié)果,，用戶在日常操作管理過程中省心又省力,。

11.日常運維量少，使用壽命長

只要通過正確合理的應(yīng)用,，并且通過正確方式對儀表進行維護和保養(yǎng),，不僅可延長其使用壽命，還能保證在功能性方面得到更穩(wěn)定保障,，不用擔心出現(xiàn)任何意外故障和安全風(fēng)險,，對工作環(huán)境不會造成任何經(jīng)濟損失，因此用戶是可以放心使用。

12.可滿足數(shù)據(jù)長期儲存功能

流量計具有特色的時間顯示和實時數(shù)據(jù)存儲功能,，可確保內(nèi)部數(shù)據(jù)不會丟失,，并可在任何情況下保存。

13.壓力損失非常小

渦街流量傳感器壓力損失很小,，例如:當飽和蒸汽壓力為0.6MPa,，流速為30m/s，其壓力損失為4kPa,，還與管內(nèi)壁的光滑程度有關(guān),。

通過以上對渦街流量計功能特點的匯總可見它的優(yōu)勢非常全面，渦街流量計在測量蒸汽時通常選擇帶溫度與壓力補償型,，在實際測量過程中往往是通過溫度和壓力的測量來間接測算出介質(zhì)密度,，再與渦街流量計所測算出的體積數(shù)值相計算就可以得出質(zhì)量流量，這是渦街流量計測量蒸汽流量很普遍也是比較常用的形式,。就算測量不同類型的蒸汽如濕蒸汽,、飽和蒸汽和過熱蒸汽等蒸汽表現(xiàn)出不同的測量特性，渦街流量計可以有效地適應(yīng)這種變化,。為了更方便使用我司推出了采用微功耗技術(shù)多種功能結(jié)構(gòu)為一體的電池供電型可就地顯示瞬時流量,、累積流量的渦街流量計。像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(zhì)量流量。溫壓補償一體型帶有溫度,、壓力傳感器,，用于蒸汽或一般氣體流量測量，能夠直接測量出氣體介質(zhì)的溫度和壓力,，從而顯示氣體的標況體積流量與標準質(zhì)量流量,。

渦街流量計的選型參數(shù)：

1.測量介質(zhì)：液體、一般氣體,、蒸汽

2.公稱通徑：DN15~DN300(滿管式),、DN150~DN2000(插入式)、DN2000以上口徑協(xié)議供貨

3.介質(zhì)溫度：-20~100℃(常溫),、-20~250℃(中溫),、-20~320℃(高溫)、-20~350℃(超高溫)

4.公稱壓力：1.6MPa,、2.5MPa,、4.0MPa（>4.0協(xié)議供貨）

5.精度：±1%R，±1.5%R（滿管式）,；±1.5%R,，±2.5%R（插入式）

6.供電電源：+12VDC(三線制脈沖輸出),、+24VDC(三線制脈沖輸出型及二線制電流輸出型)、3.6V鋰電池,、雙供電

7.本體材質(zhì)：304不銹鋼（其它材料協(xié)議供貨）

8.防護等級：IP65（其它防護等級協(xié)議供貨）

9.環(huán)境條件：溫度-20℃~55℃,，相對濕度5%~90%，大氣壓力86~106kPa,。

量程范圍表：

　

渦街流量計除了運用于蒸汽的計量在其他行業(yè)、工況條件也可以準確的測量出流量大小,。對于液體的計量如水,、熱水、冷水,、廢水等尤其非導(dǎo)電液體的測量,，渦街流量計也一樣有用武之地，如化工,、石油,、輕工業(yè)、能源,、電力等生產(chǎn)工程中的水資源流量監(jiān)測,。

【醫(yī)療行業(yè)中對設(shè)備流量的計量】

在醫(yī)療范疇中制氧機、呼吸機等設(shè)備,，需要對氧氣的流量進行測量,，以確保呼吸機、制氧機等設(shè)備能夠以正確的速率提供氧氣,。

【飲料食品領(lǐng)域?qū)Ω鞣N液體的計量】

渦街流量計在食品飲品行業(yè)中的運用也十分廣泛,，比如可以測量各種液體，如飲用水,、果汁,、啤酒、飲料等加工過程中對流量的也是該行業(yè)十分關(guān)注的問題,。

【加油站,、油井開采等領(lǐng)域】

渦街流量計能夠測量氣體、蒸汽以及液體,，工業(yè)常見液體中的油品也可以用渦街流量計進行計量,，其運用也覆蓋了油井的開采到煉油過程中的各種流體的測量。加油站,、油田,、油井開采等對于流量的測量也關(guān)于到生產(chǎn)與運營成本可以說是至關(guān)重要的。

【熱力電力行業(yè)的貿(mào)易結(jié)算領(lǐng)域】

熱電行業(yè)作為我國經(jīng)濟的基礎(chǔ),，在近幾年得到迅猛發(fā)展,，用于貿(mào)易結(jié)算的蒸汽流量計伴隨熱電行業(yè)發(fā)展達到一定成就，而渦街流量計以其自身的特點在眾多流量計中，發(fā)展最為迅速,，因此這一領(lǐng)域運用渦街流量計計量蒸汽可以說最為廣泛,。

由此可見渦街流量計不但運用范圍廣泛，且目前的技術(shù)水平已發(fā)展到可在控制回路中較好地應(yīng)用,。但由于所處環(huán)境,、工藝介質(zhì)及管路系統(tǒng)等復(fù)雜性，真正應(yīng)用好渦街流量計,，還需要廣大用戶在實踐中不斷摸索,。最根本的在于科學(xué)的選型、正確的安裝,、細心的維護,。

渦街流量計正確的安裝方法：

【安裝環(huán)境的要求】

1.安裝環(huán)境是不論在任何運用領(lǐng)域中都要首先考慮到的關(guān)鍵因素，環(huán)境處理不當會影響流量計穩(wěn)定性,，甚至影響測量精度,，縮短儀表使用壽命。

2.安裝現(xiàn)場不應(yīng)有強震動感以及強磁場干擾,，不論泵或者閥門所引起的管道震動都會引起測量誤差,，嚴重的甚至?xí)绊憙x表的正常測量。因此須在管道的上下游2D處加設(shè)管道緊固裝置,，以支撐管道或是用軟管隔離,，加強抗震效果。

3.安裝位置應(yīng)當避開高溫熱源以及輻射源的直接影響,，若要必須安裝須有隔熱通風(fēng)裝置,。尤其在測量蒸汽等高溫介質(zhì)時，為了防止轉(zhuǎn)換器溫度過高,，應(yīng)進行隔熱處理,，確保流量計外殼暴露在外，以便熱量向外輻射,，防止儀表電子部件溫度過高影響流量計的壽命,。

4.要避開高溫環(huán)境和強腐蝕氣體環(huán)境，若必須安裝需要加設(shè)通風(fēng)裝置,。

流量計應(yīng)盡量避免安裝在架空較長的管道上,，由于管道的下垂容易造成流量計與法蘭間的密封泄漏。若必須安裝時,，須在流量計的上下游2D處分別設(shè)置管道支撐點,。

5.條件允許的話儀表盡量安裝在室內(nèi)，安裝在室外要注意防水,，防潮及防曬,，使用防護罩遮陽,，特別注意在電氣接口處應(yīng)將電纜線彎成U形，避免水順著電纜線進入放大器殼內(nèi),。

6.請保證管道內(nèi)介質(zhì)處于滿管狀態(tài),，流量計可以安裝在水平或者垂直管道上，如果安裝在垂直管道上,，被測介質(zhì)是液體時須自下往上流動,。

【安裝使用注意事項】

1.渦街流量計的流向箭頭方向應(yīng)于管道內(nèi)流體流動的方向一致。

2.安裝流量計的管道要符合本說明書規(guī)定的前后直管段,，否則會影響流量計的測量精度,，嚴重時會損壞流量計。

3.安裝流量計時,，在電焊法蘭或者管道的過程中，流量計須不在管道上,，以免損壞流量計的內(nèi)部配件,。

4.流量計運行前仔細檢查流量計的安裝及接線等是否正確無誤。

5.如是DC24V供電的流量計,，務(wù)必先提前用萬用表檢測DC24V的供電電源是否含有交流電成分,，如含有交流電成分則千萬不要接線，會造成線路板燒壞,，無法使用,；請務(wù)必保證供電電源是DC24V。

6.接通電源后觀察液晶屏幕是否有流量顯示,。

7.緩慢打開閥門,，打開時間不小于2分鐘，到一個較小的壓力時停止,，觀察傳感器周圍是否有泄漏現(xiàn)象,，并觀察液晶屏幕是否有流量顯示。

8.若情況正常,，則開大閥門,，穩(wěn)定一段時間后，觀察液晶屏幕顯示的流量是否正常,。

渦街流量計雖然可以用來測量一些特定場合的液體,，但是液體流量計的種類比較多，對于導(dǎo)電液體可以選擇電磁流量計,、一般液體還可以選用渦輪流量計,、超聲波等等，無論選擇哪款流量計,，都需要了解現(xiàn)場的實際工作情況,。最根本在于選擇流量計類型要以實際工況合理科學(xué)選型,。

言歸正傳相信隨著制造 工藝、新材料和微處理技術(shù)的發(fā)展,，不斷升級的渦街流量計必將展示出更加優(yōu)異的性能,。為越來越多的用戶所接受，相比在未來的流量測量領(lǐng)域渦街流量計必將發(fā)揮更多作用,。