智能渦街流量計(jì)概述

主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測(cè)量,，如氣體、液體,、蒸氣等多種介質(zhì),。無(wú)可動(dòng)機(jī)械零件，因此可靠性高,，維護(hù)量小,。
渦街流量計(jì)型號(hào)為:SYLU,主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測(cè)量,如氣體、液體,、蒸氣等多種介質(zhì),。無(wú)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(zhǎng)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。
渦街流量計(jì)是基于卡門渦街原理而研制成功的一種具有國(guó)進(jìn)水平的新型流量計(jì),。由于它具有其它流量計(jì)不可兼得的優(yōu)點(diǎn)，自七十年代以來(lái)得到了迅速發(fā)展,，據(jù)有關(guān)資料顯示已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,。將在未來(lái)流量?jī)x表中占主導(dǎo)地位，是孔板流量計(jì)的替代產(chǎn)品,。
渦街流量傳感器適用于測(cè)量過(guò)熱蒸汽,、飽和蒸汽、壓縮空氣和一般氣體,、水和液體的質(zhì)量流量和體積流量,。

智能渦街流量計(jì)產(chǎn)品應(yīng)用
主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測(cè)量,如氣體、液體,、蒸氣等多種介質(zhì),。渦街流量計(jì)的特點(diǎn)是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測(cè)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(wú)可動(dòng)機(jī)械零件,，因此渦街流量計(jì)可靠性高,維護(hù)量小,。儀表參數(shù)能長(zhǎng)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℃～+450℃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*,、理想的流量?jī)x表。
產(chǎn)品原理
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,，這種旋渦稱為卡門渦街旋渦,，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(cè)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=SrU1/d=SrU/md （1）
式中　U1--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=πD2U/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(wú)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(jiàn),，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(cè)量氣體流量時(shí),，VSF的流量計(jì)算式為
(4)
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(jiàn)，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(cè)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(cè)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,。
參數(shù)說(shuō)明
渦街流量計(jì)可在很寬的流量范圍內(nèi)精確測(cè)量氣體,、液體和蒸汽的流量而不受流體物理性質(zhì)的影響。
不受溫度,、壓力的影響,，同時(shí)不易堵，不易卡,，不易結(jié)垢,，耐高溫，高壓,，安全防爆,，適用于惡劣環(huán)境
無(wú)可動(dòng)部件、無(wú)孔洞縫隙設(shè)計(jì),，產(chǎn)品無(wú)磨損,、耐臟污，無(wú)須機(jī)械維修,，使用壽命長(zhǎng)
采用微功耗高新技術(shù),電池供電的現(xiàn)場(chǎng)顯示型流量計(jì),可不斷電運(yùn)行兩年以上;
溫壓補(bǔ)償一體化設(shè)計(jì);
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(shí)顯示流量值與累計(jì)流量值,不必輪流切換,。
采用抗振動(dòng)探頭，有效消除外界振動(dòng)影響,。
電路采用表面貼裝工藝,，結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高,。
采用分體式信號(hào)轉(zhuǎn)換器，電纜最長(zhǎng)10米,。
量程比寬達(dá)20：1
儀表整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,，動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍寬，壓力損失小
表體采用不銹鋼材質(zhì),，可適用于腐蝕性介質(zhì)的測(cè)量,；
現(xiàn)場(chǎng)液晶顯示，脈沖,、4～20mA輸出或485通迅,，可與工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)連接；
旋渦發(fā)生體
旋渦發(fā)生體是檢測(cè)器的主要部件,，它與儀表的流量特性（儀表系數(shù),、線性度、范圍度等）和阻力特性（壓力損失）密切相關(guān),，對(duì)它的要求如下,。
(1)能控制旋渦在旋渦發(fā)生體軸線方向上同步分離,；
(2)在較寬的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，有穩(wěn)定的旋渦分離點(diǎn),，保持恒定的斯特勞哈爾數(shù),；
(3)能產(chǎn)生強(qiáng)烈的渦街，信號(hào)的信噪比高,；
(4)形狀和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,，便于加工和幾何參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，以及各種檢測(cè)元件的安裝和組合,；
(5)材質(zhì)應(yīng)滿足流體性質(zhì)的要求,，耐腐蝕，耐磨蝕,，耐溫度變化,；
(6)固有頻率在渦街信號(hào)的頻帶外。
已經(jīng)開(kāi)發(fā)出形狀繁多的旋渦發(fā)生體,，它可分為單旋渦發(fā)生體和多旋渦發(fā)生體兩類,，如圖4所示。單旋    渦發(fā)生體的基本形有圓柱,、矩形柱和三角柱,，其他形狀皆為這些基本形的變形。三角柱形旋渦發(fā)生體是應(yīng)用廣泛的一種
◆測(cè)量介質(zhì)： 氣體,、液體,、蒸氣
◆連接方式：法蘭卡裝式、法蘭式,、插入式
◆口徑規(guī)格 法蘭卡裝式口徑選擇 25,32,50,80,100
◆法蘭連接式口徑選擇 100,150,200
◆流量測(cè)量范圍 正常測(cè)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(cè)量流量范圍 液體、氣體流量測(cè)量范圍見(jiàn)表2,； 蒸氣流量范圍見(jiàn)表3
◆測(cè)量精度 1.0級(jí) 1.5級(jí) 2.5級(jí)
◆被測(cè)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)便是依據(jù)卡門旋渦原理進(jìn)行封閉管道流體流量測(cè)量的新型流量計(jì),。因其具有良好的介質(zhì)適應(yīng)能力，無(wú)需溫度壓力補(bǔ)償即可直接測(cè)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(cè)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(kāi)發(fā)出了LU改進(jìn)型渦街流量傳感器,，因其的結(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(wèn)題,，通常采用在測(cè)量處縮徑提高測(cè)量處的流速，并選用較小口徑的儀表以利于儀表的測(cè)量,，但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長(zhǎng)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(gòu)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(cè)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(cè)量可直接測(cè)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。
產(chǎn)品選型

    智能型渦街流量計(jì)是老式模擬的渦街流量計(jì)的更新?lián)Q代產(chǎn)品,，智能型渦街流量計(jì)不僅可以帶4~20mA輸出,，還可以帶RS232通訊協(xié)議，可以直接與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng),，便于遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作,。
產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)
大優(yōu)是抗振性能特別好，無(wú)零點(diǎn)漂移,，可靠性高,。
通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間對(duì)渦街流量計(jì)進(jìn)行的大量波形分析和頻譜分析，設(shè)計(jì)出最佳的探頭形狀,、壁厚,，高度,、探頭桿直徑及與之相配套的壓電晶體,，采用*的數(shù)控車床進(jìn)行加工,，確保加工的同軸度和光潔度等技術(shù)參數(shù),，配合特殊的工藝處理,，從而最大限度的克服渦街流量計(jì)存在的固有自振蕩頻率對(duì)信號(hào)的影響這個(gè)通病,?！?②傳感器的通用性很強(qiáng),，從而使傳感器具有良好的互換性采用*數(shù)控設(shè)備加工傳感器的表體和旋渦發(fā)生體等,，確保加工精度,，從而使零部件（特別是旋渦發(fā)生體）的通用性強(qiáng),，從而真正做到不會(huì)因零部件的更換而影響傳感器的重復(fù)性和精度,；能產(chǎn)生強(qiáng)大而穩(wěn)定的渦街信號(hào),。
③結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固，無(wú)可動(dòng)部件,，可靠性高,，使用維護(hù)方便。
④檢測(cè)元件不與介質(zhì)接觸,，性能穩(wěn)定,，使用壽命長(zhǎng) 傳感器采用檢測(cè)探頭與旋渦發(fā)生體分開(kāi)安裝，而且耐高溫的壓電晶體密封在檢測(cè)探頭內(nèi),，不與被測(cè)介質(zhì)接觸,，所以渦街流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通用性好和穩(wěn)定性高的特點(diǎn),。
⑤輸出與流量成正比的脈沖信號(hào)或模擬信號(hào),，無(wú)零點(diǎn)漂移，精度高,，方便與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)
⑥測(cè)量范圍寬,，量程比可達(dá)1：10
⑦渦街流量計(jì)測(cè)量體積流量時(shí)不需補(bǔ)償,，渦街輸出的信號(hào)實(shí)際上是與流速成線性關(guān)系的，也就是與體積流量成正比,。壓力和溫度補(bǔ)償?shù)哪康氖菫榱说玫搅黧w的密度,，乘以體積流量就得到質(zhì)量流量，若測(cè)量氣體的體積流量就不需要補(bǔ)償了,。
⑧壓力損失小,。
用口徑DN50的渦街流量計(jì)測(cè)量可燃?xì)怏w的流量，若管道內(nèi)的最大流量Qmax =200m3/h時(shí),，傳感器的壓力損失是：△P =1.08×10-6 ρv2（kPa）= 0.605 KPa
⑨在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi),，流量特性不受流體壓力、溫度,、黏度、密度,、成分的影響,，僅是與旋渦發(fā)生體的形狀和尺寸有關(guān)。
⑩應(yīng)用范圍廣,，蒸汽,、氣體、液體流量均可測(cè)量,。
技術(shù)參數(shù)
●測(cè)量流體：飽和蒸汽,、過(guò)熱蒸汽、氣體,、液體（避免多相流）
●測(cè)量準(zhǔn)確度及重復(fù)性：

●測(cè)量范圍
測(cè)量流體 流速下限（m/s） 流速上限（m/s）
氣體（含蒸汽） 7 70
液體 0.7 7
●額定壓力：1.6MPa,、2.5MPa、6.3MPa
●流體溫度：-40℃～250℃（普通型）,，100℃～350℃（普通型）
●結(jié)構(gòu)類型：一體型渦街流量計(jì)
●結(jié)構(gòu)材質(zhì)

●工作電源

●輸出信號(hào)：脈沖輸出、4～20mA 電流輸出,，RS485通訊等三種輸出可供選擇

●電氣接口：M20*1.5
●防護(hù)等級(jí)：IP65
●表體處理：傳感器表體采用不銹鋼噴砂,，放大器外殼采用噴塑。
●環(huán)境溫度：-35℃～60℃（無(wú)LCD）,、-5℃～60℃（帶LCD）
●相對(duì)濕度：5%～95℃
相關(guān)說(shuō)明
安裝說(shuō)明
（1）渦街流量計(jì)盡量安裝在遠(yuǎn)離振動(dòng)源和電磁干擾較強(qiáng)的地方,，振動(dòng)存在的地方必須采用減振裝置，減少管道受振動(dòng)的影響,。
（2）直管段的配置,，前后直管段要滿足渦街流量計(jì)的要求,，所配管道內(nèi)徑也必須和渦街流量變送器內(nèi)徑一致。