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夾裝式渦街流量計

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渦街流量計原理
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，這種旋渦稱為卡門旋渦，如右圖所示，旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。 設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測介質(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，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。當測量氣體流量時，VSF的流量計算式為
（4）
圖2 斯特勞哈爾數(shù)與雷諾數(shù)關(guān)系曲線
式中 qVn，qV－－分別為標準狀態(tài)下（0oC或20oC，101.325kPa）和工況下的體積流量，m3/h； Pn，P－－分別為標準狀態(tài)下和工況下的絕對壓力，Pa； Tn，T－－分別為標準狀態(tài)下和工況下的熱力學(xué)溫度，K； Zn，Z－－分別為標準狀態(tài)下和工況下氣體壓縮系數(shù)。 由上式可見，VSF輸出的脈沖頻率信號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)。但是作為流量計在物料平衡及能源計量中需檢測質(zhì)量流量，這時流量計的輸出信號應(yīng)同時監(jiān)測體積流量和流體密度，流體物性和組分對流量計量還是有直接影響的。
　　
渦街流量計便是依據(jù)卡門旋渦原理進行封閉管道流體流量測量的新型流量計。因其具有良好的介質(zhì)適應(yīng)能力，無需溫度壓力補償即可直接測量蒸汽、空氣、氣體、水、液體的工況體積流量，配備溫度、壓力傳感器可測量標況體積流量和質(zhì)量流量，是節(jié)流式流量計的理想替代產(chǎn)品。 為提高渦街流量計的耐高溫及抗振動性能，我公司新近開發(fā)出了SDLU改進型渦街流量傳感器，因其獨特的結(jié)構(gòu)和選材使該傳感器可在高溫（350℃）、強振動（≤1g）的惡劣工況下使用。 在實際應(yīng)用中，往往最大流量遠低于儀表的上限值，隨著負荷的變化，最小流量又往往會低于儀表的下限值，儀表并非工作在它的最佳工作段，為了解決這一問題，通常采用在測量處縮徑提高測量處的流速，并選用較小口徑的儀表以利于儀表的測量，但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長度為15D以上的直管段進行整流，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，與渦街流量計作成一體，不僅不需要另外附加一段直管段，還可以降低對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采用微功耗高新技術(shù)，采用鋰電池供電可不間斷運行一年以上，節(jié)省了電纜和顯示儀表的采購安裝費用，可就地顯示瞬時流量、累積流量等。溫度補償一體型渦街流量計還帶有溫度傳感器，可以直接測量出飽和蒸汽的溫度并計算出壓力，從而顯示飽和蒸汽的質(zhì)量流量。溫壓補償一體型帶有溫度、壓力傳感器，用于氣體流量測量可直接測量出氣體介質(zhì)的溫度和壓力，從而顯示氣體的標況體積流量。 ◆測量介質(zhì)：氣體、液體、蒸氣 ◆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 ◆流量測量范圍正常測量流速范圍?雷諾數(shù)1.5×104～4×106；氣體5～50m/s;液體0.5～7m/s 正常測量流量范圍液體、氣體流量測量范圍見表2；蒸氣流量范圍見表3 ◆測量精度1.0級? 1.5級 ◆被測介質(zhì)溫度:常溫–25℃～100℃ ◆高溫–25℃～150℃ -25℃～250℃ ◆輸出信號脈沖電壓輸出信號高電平8～10V 低電平0.7～1.3V ◆脈沖占空比約50%,傳輸距離為100m ◆脈沖電流遠傳信號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 ◆防爆等級本安型iaIIbT3-T6 防護等級IP65

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張霞

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