涡街流量传感器

原理

　　涡街流量传感器是根据卡门涡街原理研制成的一种流体振荡型流量仪表。在流体中插入一个断面为非流线型柱状物体时，在柱体后部两侧会产生两列交错排列的旋涡。旋涡分离的频率与流速成正比，与柱体的宽度成反比，可以用公式f=St×V/d表示。式中f：旋涡分离频率，St：斯特劳哈尔数（无量纲），V：柱体侧面的流速，d：柱体的迎流面宽度。斯特劳哈尔数St与雷诺数Re函数关系中的线性部分即是涡街流量计的线性测量范围。检测出旋涡的分离频率f即可求得管内流体的流速，再由流速求出瞬时体积流量。流过单位体积流体对应的脉冲数称为仪表系数（K系数，次/升）。流量Q与频率f的关系为Q=f/K。式中Q：瞬时流量（升/秒），f：频率（Hz），K：仪表系数（次/升）。

安装

　　(一)安装的基本要求

　　1.对直管段的要求传感器上游侧和下游侧应留有较长的直管段，直管段长度随管道状况不同而异。不同管道条件下，直管段的安装要求见表七。对配置的要求：

　　对配管的要求

　　安装传感器的管道内径须和传感器内径一致，满足0.98DN≤D≤1.05DN（DN为传感器内径，D为配管内径），否则管道必须变径。连接管道与传感器同轴度应不大于0.05DN。

　　传感器上游应尽量避免安装调节阀或半开阀门，应将调节阀或半开阀门安装在传感器下游5D之后。

　　检修阀安装在传感器上游。

　　传感器安装点的上游较近处若装有阀门，不断地开关阀门，对传感受器的使用寿命影响极大，非常容易对传感器造成性损坏。

　　传感器应避免在架空非常长的管道上安装，因为长时间使用后，由于传感器的下垂作用非常容易造成传感器与法兰间的密封泄漏，若不得已要安装时，必须在传感器的上下游2D处分别设置管道紧固装置。

　　安装管道应无强烈振动，否则应有必要的减震措施。在传感器的上下游2D处分别设置管道紧固装置，并加防震垫。

　　在空压机出口处振动较强，不能安装传感器，应安装在储气罐之后。

　　为方便检修，安装旁通管。旁通管的连接须注意保证传感器的前后直管段。

　　对外部环境的要求

　　传感器尽量安装在室内，必须安装在室外时应注意防水、防晒，放大器盒外的电缆应弯成U型，防止水顺着电缆线流入放大器盒内。

　　传感器避免安装在温度变化很大的场所和受到设备的热辐射，若必须安装时，须有隔热通风的措施。

　　传感器避免安装在含有腐蚀性气体的环境中，若必须安装时，须有通风措施。

　　传感器应远离电噪声，如大功率变频器、大功率变压器、电动机和大功率无线收发设备等。

　　传感器周围应留有足够空间，应有照明灯和电源插座，并应设置旁通管路，以便安装接线和定期维护。

　　正确安装的要求

　　安装流量计前应吹扫管线，以免管道中有焊渣等较大异物影响传感器正常工作，甚至损坏传感器。

　　涡街流量传感器在管道上可以水平或垂直安装，被测介质应为满管流动，垂直安装时，流向应自下而上。

　　当需要温度、压力补偿时，压力变送器安装在流量传感器下游3-5D处，测温元件（通常用铂电阻）安装在下游6-8D处。

　　传感器可以在水平管道上侧装，特别是测量过热蒸汽、饱和蒸汽和低温液体，这样流体的温度对放大器的影响较小。当用于测量高温液体或需经常清洗管道时，可将传感器倒装。

　　在有保温层的管道上，切勿用保温材料将传感器上连接放大器盒的连杆都包围起来，最多不超过连杆高度的三分之一。传感器壳体可以用保温材料包裹。

　　测量气体流量时，若被测气体中含有少量的液体，传感器应安装在管线的较高处；测量液体流量时，若被测液体中含有少量的气体，传感器应安装在管线的较低处。

　　安装步骤

　　法兰连接型直接将用户管道上的法兰与流量计上的法兰对接。注意介质流向与流量计上箭头方向一致，密封垫片勿突出于管道内。

　　法兰卡装型安装步骤如下：

　　1． 将已安装好法兰和螺栓的传感器卡入直管道内（注意传感器上的流向标志应与管道内介质流向一致），用电焊将两端法兰片点焊定位。注意法兰端面应与管道垂直，传感器筒体的中心线应与管道中心线重合。

　　2． 为避免电焊高温损坏传感器，在正式焊接法兰前拆下螺栓和传感器。

　　3． 法兰与管道焊接好后，管道内要清理干净不得存有焊渣等物。然后将传感器、石棉垫片和法兰连接，注意密封垫片不应突出于管道内，其内径可比管道内径大1~2mm，以免影响测量精度。装上螺栓、垫圈和螺母并紧固。

　　仪表接线

　　输出频率信号的现场仪表接线：

　　输出频率信号的传感器与其它设备之间采用三线制传输，所需电源为24V±10%，输出回路的最小负载电阻为10kΩ，电容为0.22μF，屏蔽线的电阻小于50Ω。一般情况下连接线用三芯屏蔽线（RWP3×0.5mm），屏蔽层应可靠地接在放大器盒内的接地螺丝上。

　　在高温或低温环境中，要采用适合于现场温度的屏蔽电缆线；当使用现场空气中含有油、溶剂或其它腐蚀性气体或液体时，应采用适合于这种现场的屏蔽电缆线。

　　连线不能与电力线平行排在一起，至少间隔15cm，单独穿行在金属管中。连线要固定好，不能晃动。

　　输出二线制（4~20）mA信号的现场仪表接线：

　　输出二线制（4~20）mA信号的传感器与其它设备之间采用二线制传输，所需电源为24V±10%，输出回路的负载电阻为600Ω（包括电缆线的电阻）。一般情况下连接线用600V PVC绝缘电线或电缆；在易受电噪声干扰的现场需使用二芯屏蔽线（RWP2×0.5mm），屏蔽层应可靠地接在放大器盒内的接地螺丝上。

应用

　　涡街流量传感器被广泛的应用于石油、化工、冶金等工业部门，也被应用于市政工程和环保行业，实施对液体（如水、油、石油、酒精等化液体）、气体（如空气、氧气、氮气、天然气、煤气等）和蒸汽（饱和蒸汽、过热蒸汽）的流量计量及检测和控制。