气体涡街流量计

概述

　　气体涡街流量计便是依据卡门旋涡原理进行封闭管道流体流量测量的新型流量计。因其具有良好的介质适应能力，无需温度压力补偿即可直接测量蒸汽、空气、气体、水、液体的工况体积流量，配备温度、压力传感器可测量标况体积流量和质量流量，是节流式流量计的理想替代产品。

　　为提高气体涡街流量计的耐高温及抗振动性能，可采用改进型涡街流量传感器，因其独特的结构和选材使该传感器可在高温（350℃）、强振动（≤1g）的恶劣工况下使用。

　　在实际应用中，往往流量远低于仪表的上限值，随着负荷的变化，最小流量又往往会低于仪表的下限值，仪表并非工作在它的工作段，为了解决这一问题，通常采用在测量处缩径提高测量处的流速，并选用较小口径的仪表以利于仪表的测量，但是这种变径方式必须在变径管与仪表间有长度为15D以上的直管段进行整流，使加工、安装都不方便。新研制的纵断面形状为圆弧的LGZ变径整流器，具有整流、提高流速及改变流速分布多重作用，其结构尺寸小，仅为工艺管内径的1/3，与涡街流量计作成一体，不仅不需要另外附加一段直管段，还可以降低对工艺管直管段的要求，安装非常方便。为了使用方便，电池供电的就地显示型气体涡街流量计采用微功耗高新技术，采用锂电池供电可不间断运行一年以上，节省了电缆和显示仪表的采购安装费用，可就地显示瞬时流量、累积流量等。

原理

　　如下图所示，管道中垂直插入一梯形柱状旋涡发生体，随着流体流动，当管道雷诺数达到一定值时，在旋涡发生体两侧会交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡称为卡曼涡街。

　　设旋涡发生频率为f，旋涡发生体迎流面宽度为d，表体通径为D，根据卡曼涡街原理，可知：

　　式中：U1为旋涡发生体两侧平均流速；U为被测介质来流的平均流速；Sr为斯特劳哈尔数，对一定形状的旋涡发生体在一定雷诺数范围内为常数；m为旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比。流体在产生旋涡的同时还受到一个垂直方向上力的作用，根据汤姆生定律和库塔--儒可夫斯基升力定理[5~6]，设作用在旋涡发生体每单位长度上的升力为FL，有：

　　式中：cL为升力系数；ρ为流体密度。

　　由于交替地作用在发生体上升力的频率就是旋涡的脱落频率，通过压电探头对FL变化频率的检测，即可得到f，再由式（1）可得体积流量qv：

　　式中：K为涡街流量计的仪表系数。

　　从式以上两式可以看出，对于确定的D和d，流体的体积流量qv与旋涡频率f成正比，而f只与流速U和旋涡发生体的几何参数有关，而与被测流体的物性和组分无关，因此可以得出涡街流量计不受流体温度、压力、密度、粘度、组分因素的影响。

参数

　　◆测量介质： 气体、液体、蒸气

　　◆口径规格 法兰卡装式口径选择 25,32,50,80,100

　　◆法兰连接式口径选择 100,150,200

　　◆测量精度 1.0级 1.5级

　　◆被测介质温度:常温–25℃～100℃

　　◆高温–25℃～150℃ -25℃～250℃

　　◆输出信号 脉冲电压输出信号 高电平8～10V 低电平0.7～1.3V

　　◆脉冲占空比约50%,传输距离为100m

　　◆脉冲电流远传信号 4～20 mA,传输距离为1000m

　　◆仪表使用环境 温度:-25℃～+55℃ 湿度:5～90% RH50℃

　　◆材质 不锈钢, 铝合金

　　◆电源 DC24V或锂电池3.6V

　　◆防爆等级 本安型iaIIbT3-T6

特点

　　1.无可动部件，长期稳定，结构简单便于安装和维护

　　2.采用消扰电路和抗振动传感头，具有一定抗环境振动性能

　　3.采用超低功耗单片微机技术，1节3.2V10AH锂电池可使用5年以上

　　4.由软件对仪表系数非线性进行修正，提高测量精度

　　5.压力损失小，量程范围宽

　　6.采用EEPROM对累积流量进行掉电保护，保护时间大于10年

使用

　　1、气体涡街流量计的选型对照表

　　2、气体涡街流量计的安装示意图