一、概述 渦街流量計是根據(jù)卡門渦街理論，利用了流體的自然振動原理，以壓電晶體或差動電容作為檢測部件而制成的一種速度式流量儀表。 該儀表采用獨特的差動技術，配合隔離、屏蔽、濾波等措施，克服了同類產(chǎn)品抗震性差、小信號數(shù)據(jù)紊亂等問題，并采用了獨特的檢測探頭封裝新技術和防護措施，保證了產(chǎn)品的可靠性。產(chǎn)品有管道式和插入式兩種結構型式，每種型式都有高溫、高壓、防腐、防爆、溫壓補償一體型等規(guī)格，又有整體和分體結構，以適應不同的測量介質和安裝環(huán)境。 該儀表具有量程比寬，精度高，安裝維護方便和介質適應性廣等一系列優(yōu)點?？蓮V泛應用于石油化工、冶金機械、食品、造紙，以及城市管道供熱、供水、煤氣等行業(yè)的各種低黏度液體、氣體、蒸汽等單相流體的工藝計量和節(jié)能管理。 二、工作原理 渦街流量計根據(jù)卡門渦街理論，在流體中設置旋渦發(fā)生體，當流體流經(jīng)旋渦發(fā)生體時，它的兩側就形成了交替變化的兩排旋渦，這種旋渦被稱為卡門渦街。斯特羅哈爾在卡門渦街理論的基礎上又提出了卡門渦街的頻率與流體的流速成正比，并給出了頻率與流速的關系式： f=St V/d 式中: f渦街發(fā)生頻率(Hz) St斯特羅哈爾系數(shù)（常數(shù)） d旋渦發(fā)生體迎流面寬度 V旋渦發(fā)生體兩側的平均流速(m/s) 圖1 這些交替變化的旋渦就形成了一系列交替變化的負壓力，該壓力作用在檢測探頭上，便產(chǎn)生一系列交變電信號，經(jīng)過檢測放大器轉換、整形、放大處理后，輸出脈沖頻率信號，或進一步轉換成與流量成正比的4~20mA.DC標準電流信號。 三、基本特點 ● 安裝簡便，維護十分方便。 ● 應用范圍廣，壓力損失小，運行費用低。 ●結構簡單牢固，無可動部件，使用壽命長。 ●采用抗機械振動，抗沖擊和抗臟污的結構新設計。 ●從檢測探頭到運放電路實現(xiàn)了高度的互換性和通用性。 ●可現(xiàn)場顯示，也可遠距離傳輸，還可與計算機控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。 ●檢測元件不直接接觸測量介質，尤其適合惡劣環(huán)境下的流量測量。 ●操作簡單，全部參數(shù)設定和調試在出廠前已完成，一般通電后即可正常工作。 ●在一定雷諾數(shù)范圍內，輸出信號不受被測介質物理性質和組分變化的影響，儀表系數(shù)僅與旋渦發(fā)生體的形狀和尺寸有關，調換配件后一般無須重新標定儀表系數(shù)。 四、技術參數(shù) ● 測量介質：液體、氣體、蒸汽 ● 測量范圍：（見表1） ● 公稱通徑：（見表1）非標產(chǎn)品可根據(jù)用戶要求特殊定做 公稱通徑 （mm） 工況流量范圍（m /h） 液體 氣體 蒸汽 15 0.8－8 5－50 6－60 20 1.2－12 6－60 7－70 25 1.8－18 9－90 10－100 32 2.2－22 14－140 16－160 40 2.8－28 20－200 23－230 50 3.8－38 30－300 35－350 65 6.2－62 50－500 58－580 80 13－130 80－800 95－950 100 20－200 100－1000 120－1200 125 30－300 150－1500 175－1750 150 50－500 200－2000 230－2300 200 100－1000 400－4000 460－4600 250 150－1500 600－6000 700－7000 300 200－2000 1000－10000 1200－12000 350 300－3000 1500－15000 1750－17500 400 350－3500 1800－18000 2100－21000 450 420－4200 2100－21000 2500－25000 500 500－5000 2500－25000 3000－30000 600 700－7000 3200－32000 3800－38000 700 950－9500 4900－49000 5700－57000 800 1200－12000 6400－64000 7500－75000 900 1600－16000 8100－81000 9500－95000 1000 2000－20000 10000－100000 12000－120000 1200 2900－29000 14000－140000 16000－160000 1400 4000－40000 19000－190000 22000－220000 1600 5000－50000 25000－250000 29000－290000 1800 6500－65000 32000－320000 37000－370000 2000 8000－80000 40000－400000 47000－470000 2200 9800－98000 48000－480000 56000－560000 2500 12500－125000 62000－620000 72000－720000 ● 溫度范圍：壓電式-10℃~350℃ 電容式-20℃~500℃ ● 壓力規(guī)格：PN1.6Mpa、2.5Mpa、4.0Mpa 更高壓力規(guī)格可特殊定做 ● 范圍度：正常范圍1：10 擴展后范圍1：15 ● 壓力損失系數(shù)：Cd 2.6 ● 系統(tǒng)測量精度：液體、氣體 示值的 1% 蒸汽 示值的 1.5% 插入式流量計 示值的 2.5% ● 供電電壓：三線制脈沖輸出+12VDC、+24VDC（可選） 兩線制電流輸出+24VDC 現(xiàn)場顯示型儀表自帶3.6V鋰電池 ● 輸出信號：脈沖頻率信號0.1~3000Hz 低電平 1V高電平 6V 兩線制4~20mA.DC電流信號 三線制4~20mA.DC電流信號 ● 允許振動加速度：壓電式 0.2g 電容式 1.0g ● 環(huán)境溫度：普通型-30℃~65℃ 防爆型-25℃~50℃ 現(xiàn)場顯示型-10℃~50℃ ● 環(huán)境濕度：相對濕度5~85% ● 大氣壓力：86~106Kpa ● 信號遠傳距離： 500m ● 信號線接口：內螺紋M20 1.5 ● 防爆等級：ExibⅡCT2-6 ● 防護等級：普通型IP65 潛水型IP68 ● 儀表材質：儀表外殼采用鋁合金，表體部分采用不銹鋼材質,也可根據(jù)用戶要求采用特殊材質。 五、結構形式與外形尺寸 公稱 通徑 DN 表體 長度 L 儀表 高度 H 連接法蘭(GB/T9119-2000) 連接螺栓(GB/T5780-2000) 配用無縫 鋼管規(guī)格 法蘭 外徑 螺栓 孔距 法蘭 厚度 螺栓 孔徑 螺栓 數(shù)量 螺栓規(guī)格 15 130 3709565 14 14 8 M12 60 18 1.5 20 130 37010575 16 14 8 M12 60 25 2.5 25 150 37011585 16 14 8 M12 60 32 3.5 32 150 370140100 18 18 8 M16 70 38 3 40 150 370150110 18 18 8 M16 70 45 2.5 50 170 370165125 20 18 8 M16 70 57 3.5 65 170 380185145 20 18 8 M16 70 76 5 80 200 390200160 20 18 16 M16 70 89 4.5 100 220 400220180 22 18 16 M16 80 108 4 125 220 410250210 22 18 16 M16 80 133 4 150 270 430285240 24 22 16 M20 80 159 4.5 200 310 450340295 26 22 24 M20 90 219 9 250 370 480405355 28 26 24 M24 100 273 10 300 400 500460410 32 26 24 M24 100 325 12 法蘭卡裝式 法蘭連接式 DNL1L2DH配無縫鋼管15 72 90 95 370 18 1.5 20 72 90 105 370 25 2.5 25 72 90 110 370 32 3.5 32 72 90 114 370 38 3 40 72 90 150 370 45 2.5 50 80 102 165 370 57 3.5 65 80 102 185 380 76 5 80 84 106 200 390 89 4.5 100 84 110 220 400 108 4 125 94 120 250 410 133 4 150 94 124 285 430 159 4.5 200 110 144 340 450 219 9 250 122 164 405 480 273 10 300 140 186 460 500 325 12 350 154 206 520 530 377 12 400 168 226 580 550 426 12 450 182 248 640 580 480 14 500 196 270 715 600 530 14 注：常用無縫鋼管直徑為公制鋼管直徑，如采用英制鋼管，需在定貨單上注明。 六、型號與規(guī)格 表3 LUGB（E）□□-□-□□□-□□壓電/電容式渦街流量計型譜表 安裝 方式 2 法蘭卡裝式 3 法蘭連接式 4 管道對焊式 5 固定插入式 6 球閥插入式 測量介質 2 液體 3 氣體 4 蒸汽 公稱通徑 -XXXX 流量計公稱通徑用2-4位阿拉伯數(shù)字表示 例如：DN200用200表示 輸 出 類 型 -2 脈沖頻率信號無顯示 -3 脈沖頻率信號帶顯示 -4 電池供電現(xiàn)場顯示型 -5 兩線制4~20mA信號無顯示 -6 兩線制4~20mA信號帶顯示 -7 兩線制4~20mA信號帶HART通訊 -8 三線制4~20mA信號帶顯示 -9 三線制4~20mA信號帶RS485通訊 溫 度 規(guī) 格 2 -20℃～50℃ 3 50℃～250℃ 4 250℃～350℃ 5 350℃～500℃（僅電容式） 壓 力 規(guī) 格 2 1.6Mpa 3 2.5Mpa 4 4.0Mpa 5 更高壓力規(guī)格 補 償 類 型 -P 帶一體化壓力補償 -T 帶一體化溫度補償-PT 帶一體化溫度、壓力補償特 殊 類 型 F 分體式 Q 潛水型 N 耐腐蝕型 A 本安防爆型 D 不斷流檢修型 型譜舉例： 65口徑電容式法蘭卡裝型兩線制渦街流量變送器，帶一體化溫度、壓力補償，測量介質蒸汽，溫度200度，壓力0.8Mpa，分體式安裝，儀表型號為LUGE24-65-632-PTF 七、選型 流量計的選型是一項非常重要的工作，正確的選型是流量計能正常工作的前提條件，統(tǒng)計表明流量計70%的故障是由于選型錯誤或安裝不當造成的。因此，必須正確對流量計進行選型，具體的選型方法可參照以下幾條： 流量計的選型可以對照型譜表（表？？？）來進行，通過確定安裝方式、測量介質、公稱通徑、溫度規(guī)格、壓力規(guī)格、輸出類型等參數(shù)來完成對儀表的選型，下面主要介紹一下公稱通徑的選擇方法。 公稱通徑的選擇主要是根據(jù)測量介質在工作狀況下的流量范圍從表1中查表選擇的，測量介質的流量范圍必須在參比介質的流量范圍之內，否則不能使用，最佳是處于參比介質流量范圍的1/2-2/3處。如果選擇的通徑與管道內徑不一致，則需要采用縮管或擴管變徑，切不可認為流量計的公稱通徑與管道內徑一致就一定合適。 表1所提供的參比介質的流量范圍是指工作狀況下的體積流量范圍，如果僅知道測量介質的質量流量或者標準狀況下的體積流量，則應先換算成工況下的體積流量，再與表1給定的流量范圍相對照。 由質量流量換算工況下的體積流量按下式計算： Q=M/ 式中：Q 工況下的體積流量（m /h） M 工況下的質量流量(Kg/h) 工況下的介質密度(Kg/m ) 由標準狀況下的體積流量換算工況下的體積流量按下式計算： 式中：Qv 工況下的體積流量（m /h） Qb 標況下的體積流量（m /h） P 介質的工作壓力(表壓MPa) T 介質的工作溫度（℃） 如果測量介質的工況密度與參比介質的工況密度差別較大時，則需要重新計算該介質的工況流量范圍，再與表1給定的流量范圍相對照。 式中：Q 測量介質的工況體積流量（m /h） Q0表1給定的工況下的體積流量（m /h） 0 參比介質的工況密度(Kg/m ) 測量介質的工況密度(Kg/m ) 表1給定的參比介質是三種典型介質在特定條件下適應的數(shù)據(jù)： ●液體介質為水： T=20℃ =1000Kg/m ●氣體介質為空氣：T=20℃ P=0.10MPa（絕壓） =1.205Kg/m ●蒸汽為過熱蒸汽：T=188℃ P=0.38MPa（絕壓） =2.2769Kg/m 當測量介質為液體時，為了防止氣蝕，應使通過流量計的介質壓力符合下式要求： P 2.6△P+1.25Ps(Pa) 式中：△P介質的壓力損失（Pa)，以下式計算： △P=1.2 V (Pa) P流量計下游3.5-7.5D處最小壓力（Pa） V介質的平均流速（m/s） Ps工作溫度下液體的飽和蒸汽絕對壓力(Pa) 選型舉例 某車間蒸汽管道直徑為150mm，每小時用3-8噸飽和蒸汽，壓力表顯示工作壓力為0.8MPa，現(xiàn)選用渦街流量計對該車間進行蒸汽計量，試選擇合適的流量計型號。 計算：a.查飽和蒸汽密度表得該工作壓力對應的蒸汽密度為4.66Kg/m b.管道最大工況體積流量為： Qv=M/ =8000/4.66=1717（m /h） 同理：最小流量為643m /h c.查表1，150口徑流量計工況下蒸汽的流量范圍為230-2300m /h。顯然，計算出的體積流量范圍滿足150mm口徑流量計的流量范圍，因此，選用與管道公稱通徑相同口徑的流量計是合適的。 d.查飽和蒸汽密度表得該工作壓力對應的蒸汽溫度為175℃，小于250℃，所以選用渦街流量計型號為LUGB24-150-232。