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渦街蒸汽流量計概述
渦街蒸汽流量計（也稱旋渦流量計）是用途極其廣泛的一種流量計量儀表，幾乎可以用在所有氣體、液體和蒸汽的流量計量、測量和控制。
應(yīng)力式渦街流量計是速度式流量計的一種，它以卡門渦街理論為基礎(chǔ)，采用壓電晶體檢測流體通過管道內(nèi)三角柱時所產(chǎn)生的旋渦頻率，從而測量出流體的流量。渦街流量計廣泛應(yīng)用于石油、化工、輕工、動力供熱等行業(yè)。
渦街流量計具有以下特點： |
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渦街蒸汽流量計測量原理
當(dāng)管道中流體介質(zhì)通過旋渦發(fā)生體(三角柱)時，由于局部流速加速而產(chǎn)生旋渦現(xiàn)象(如圖一)，此旋渦分成兩列交替地出現(xiàn)，這種旋渦列被稱為卡門渦街。
卡門渦街的釋放頻率與三角柱寬度尺寸和流體的流動速度有關(guān)，而與介質(zhì)的溫度、壓力等特性參數(shù)無關(guān)，可用下式表示：
f=StV/d （公式1）
式中：f—卡門渦街釋放頻率 St—斯特羅哈爾數(shù) V —介質(zhì)流速 d— 三角柱寬度
斯特羅哈爾數(shù)是渦街流量計的重要參數(shù)，它只與介質(zhì)的雷諾數(shù)Re有關(guān)。只要管道內(nèi)介質(zhì)的雷諾數(shù)保持在2×104至7×106范圍內(nèi)，斯特羅哈爾數(shù)St便保持為一個常數(shù)，這樣，便可以通過測量旋渦頻率檢測出流體的流速，再通過流速計算出流體的工況體積流量，結(jié)合介質(zhì)的密度即可準(zhǔn)確計算出介質(zhì)的質(zhì)量流量。
渦街流量計質(zhì)量流量的基本公式 ：
Qg = 3600fρ/K （公式2）
式中： Qg ── 質(zhì)量流量 f ── 脈沖頻率(Hz) ρ── 密度(kg/m3) K ── 儀表系數(shù)(脈沖個數(shù)/m3)
渦街蒸汽流量計技術(shù)參數(shù)
公稱通徑：
法蘭式：DN15-DN300
插入式：DN200-DN2000
適用范圍：
氣體：壓縮空氣、二氧化碳、氧氣、氮?dú)獾?/span>
液體：除鹽水、軟化水、高溫水等
蒸汽：飽和蒸汽、過熱蒸汽
介質(zhì)溫度：
低溫：–40℃-150℃
中溫：–40℃-250℃
高溫：–40℃-350℃
公稱壓力：
低壓：≤1.6MPa 、≤2.5MPa
中壓：≤4MPa 、≤6.3MPa
高壓：≤10MPa 、≤16MPa 、≤25MPa 、≤42MPa
精度等級：
測量液體：1.0級(0.5級可協(xié)議訂貨)
測量氣體：1.5級(1級可協(xié)議訂貨)
測量蒸汽：1.5級(1級可協(xié)議訂貨)
插入式：2.5級
流速范圍：
液體：0.35-8m/s
氣體：3-70m/s
蒸汽：2.5-75m/s
測量范圍：見表一、表二、表三、
輸出信號：
電壓脈沖：低電平≤1V，高電平 ≥6V
標(biāo)準(zhǔn)電流：4-20mA
供電電源：
電壓脈沖輸出：DC12V/DC24V
4-20mA標(biāo)準(zhǔn)電流輸出: DC24V/DC24V+3.6V鋰電池
一體化表頭顯示：3.6V鋰電池
環(huán)境溫度：–20℃-+55℃
相對濕度：5%-90%
表體材料：304不銹鋼，其他材質(zhì)可協(xié)議供貨
防護(hù)等級：IP65、IP67
防爆等級：ExibIICT3Gb，ExibIICT4Gb
防爆合格證號：CELL.2152，CELL.2154
渦街蒸汽流量計選型指南
一、根據(jù)測量介質(zhì)確定渦街流量計的配置和結(jié)構(gòu)形式
㈠、測量蒸汽、氣體優(yōu)選分體式帶溫度、壓力補(bǔ)償渦街流量計，具體的配置是：渦街流量傳感器、智能流量積算儀、壓力變送器、Pt-100鉑熱電阻及壁掛式儀表箱（簡稱五件套）。這種配置計量準(zhǔn)確，測量蒸汽顯示的是補(bǔ)償后質(zhì)量流量，測量氣體顯示的是標(biāo)況和工況體積流量，
㈡、測量蒸汽時，當(dāng)蒸汽溫度小于200℃、口徑不大于DN100也可以選用一體式溫壓補(bǔ)償渦街流 量計，這時顯示的是補(bǔ)償后的質(zhì)量流量,當(dāng)蒸汽溫度大于200℃、口徑大于DN100不建議使用該類型儀表；測量氣體時，也可以選用一體式溫壓補(bǔ)償渦街流量計，這時顯示的是標(biāo)況和工況體積流量。一體式溫壓補(bǔ)償渦街流量計計量較為準(zhǔn)確， 但穩(wěn)定性和讀數(shù)方便性不如分體式,如下圖：
㈢、測量蒸汽、氣體有時也選用一體不帶補(bǔ)償渦街流量計， 如下圖。測量蒸汽顯示的是未補(bǔ)償?shù)馁|(zhì)量流量，測量氣體顯示的工況體積流量。當(dāng)溫度和壓力比較穩(wěn)定時該類型儀表計量也大致準(zhǔn)確；當(dāng)實際溫度、壓力與用戶給定的參數(shù)有較大偏離時，測量的結(jié)果就會有較大的誤差。實際上蒸汽的溫度、壓力波動都比較大，所以測量蒸汽選用分體式帶溫壓補(bǔ)償渦街流量計，這樣計量準(zhǔn)確，便于讀數(shù)。
㈣、測量除鹽水、軟化水、純凈水、高溫水選用一體或分體不補(bǔ)償渦街流量計；
㈤、測量自來水、污水、酸堿液、電解液、空調(diào)循環(huán)水等優(yōu)選電磁流量計；
㈥、測量柴油、汽油、食用油選用橢圓齒輪流量計、腰輪流量計、渦輪流量計；
㈦、測量導(dǎo)熱油選用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計。
二、還要確定渦街蒸汽流量計是否帶以下功能
1、需給PLC、DCS、積算儀、數(shù)顯表等提供輸入信號，則須帶4-20mA電流輸出；
2、需要采集溫度、壓力、流量流量計的數(shù)據(jù)，則須帶RS485/RS232通訊接口；
3、是否需要配備壁掛式儀表箱，以便于固定和保護(hù)智能積算儀；
4、是否需要配備后備電源，以能保證停電時整個測量系統(tǒng)能正常工作100小時以上；
5、是否需要遠(yuǎn)程抄表，以實現(xiàn)對流量、溫度、壓力等參數(shù)實時監(jiān)測。
三、后還要確定渦街流量計口徑-基于流量的口徑選型方法
1、渦街流量計公稱通徑不同，其測量范圍也不同，每一種通徑其測量范圍又隨著被測介質(zhì)的種類和溫度、壓力的變化而變化。
2、選渦街流量計口徑時不應(yīng)該按管道口徑直接選擇同口徑的流量計，而應(yīng)使實際瞬時流量與該口徑的流量范圍相匹配。
3、渦街流量計選擇合適的口徑是為了解決目前的計量，在流量合適的情況下兼顧到后期流量增大的情況；而不是相反，只考慮以后流量可能增大，而不顧現(xiàn)在有可能流量較小。
測量飽和蒸汽時，確定工況溫度與壓力二者之一和大致流量范圍，便可通過查表法（表二、三）確定渦街流量計公稱通徑；
測量過熱蒸汽時，確定工況溫度和壓力，通過查表法（表四）確定其密度，通過此密度和大致流量范圍，利用查表法（表二、三）確定渦街流量計公稱通徑。
測量氣體和液體時，首先確定介質(zhì)在工況下大致流量范圍，就可通過查表法（表一）確定渦街流量計公稱通徑。
