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*-奧科儀表有限公司-壓縮空氣流量計

• ：李萍

• ：  

壓縮空氣流量計產品原理

智能街流量計產品圖片

在流體中設置三角柱型旋渦發生體，則從旋渦發生體兩側交替地產生有規則的旋渦，這種旋渦稱為卡門渦街旋渦，如右圖所示，旋渦列在旋渦發生體下游非對稱地排列。

智能渦街流量計工作原理圖

設旋渦的發生頻率為f，被測介質平均流速為 ，旋渦發生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，即可得到以下關系式：

f=SrU1/d=SrU/md （1）

式中　U1--旋渦發生體兩側平均流速，m/s；

Sr--斯特勞哈爾數；

m--旋渦發生體兩側弓形面積與管道橫截面面積之比

管道內體積流量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，脈沖數/m3（P/m3）。

K除與旋渦發生體、管道的幾何尺寸有關外，還與斯特勞哈爾數有關。斯特勞哈爾數為無量綱參數，它與旋渦發生體形狀及雷諾數有關，圖2所示為圓柱狀旋渦發生體的斯特勞哈爾數與管道雷諾數的關系圖。由圖可見，在ReD=2×104～7×106范圍內，Sr可視為常數，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 斯特勞哈爾數與雷諾數關系曲線

式中 qVn，qV--分別為標準狀態下（0oC或20oC，101.325kPa）和工況下的體積流量，m3/h；

Pn，P--分別為標準狀態下和工況下的壓力，Pa；

Tn，T--分別為標準狀態下和工況下的熱力學溫度，K；

Zn，Z--分別為標準狀態下和工況下氣體壓縮系數。

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，即儀表系數在一定雷諾數范圍內僅與旋渦發生體及管道的形狀尺寸等有關。但是作為流量計在物料平衡及能源計量中需檢測質量流量，這時流量計的輸出信號應同時監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

參數說明

渦街流量計可在很寬的流量范圍內精確測量氣體、液體和蒸汽的流量而不受流體物理性質的影響。

不受溫度、壓力的影響，同時不易堵，不易卡，不易結垢，耐高溫，高壓，

安全防爆，適用于惡劣環境

無可動部件、無孔洞縫隙設計，產品無磨損、耐臟污，無須機械維修，使用壽命長

采用微功耗*,電池供電的現場顯示型流量計,可不斷電運行兩年以上;

溫壓補償一體化設計;

電流輸出均為電隔離型,具有良好的共模干擾抑制能力;

同時顯示流量值與累計流量值,不必輪流切換。

采用抗振動探頭，有效消除外界振動影響。

電路采用表面貼裝工藝，結構緊湊，可靠性高。

采用分體式信號轉換器，電纜zui長10米。

量程比寬達20：1

儀表整體結構設計合理，動態測量范圍寬，壓力損失小

表體采用不銹鋼材質，可適用于腐蝕性介質的測量；

現場液晶顯示，脈沖、4～20mA輸出或485通迅，可與工業自動化系統連接；

旋渦發生體

旋渦發生體是檢測器的主要部件，它與儀表的流量特性（儀表系數、線性度、范圍度等）和阻力特性（壓力損失）密切相關，對它的要求如下。
　　1） 能控制旋渦在旋渦發生體軸線方向上同步分離；
　　2） 在較寬的雷諾數范圍內，有穩定的旋渦分離點，保持恒定的斯特勞哈爾數；
　　3） 能產生強烈的渦街，信號的信噪比高；
　　4） 形狀和結構簡單，便于加工和幾何參數標準化，以及各種檢測元件的安裝和組合；
　　5） 材質應滿足流體性質的要求，耐腐蝕，耐磨蝕，耐溫度變化；
　　6） 固有頻率在渦街信號的頻帶外。
　　已經開發出形狀繁多的旋渦發生體，它可分為單旋渦發生體和多旋渦發生體兩類，如圖4所示。單旋渦發生體的基本形有圓柱、矩形柱和三角柱，其他形狀皆為這些基本形的變形。三角柱形旋渦發生體是應用zui廣泛的一種，如圖5所示。圖中D為儀表口徑。為提高渦街強度和穩定性，可采用多旋渦發生體，不過它的應用并不普遍。

技術

◆測量介質： 氣體、液體、蒸氣

◆ 連接方式：法蘭卡裝式、法蘭式、插入式

◆口徑規格 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

                                                   卡裝低溫和高溫渦街流量計傳感器外形尺寸圖

◆流量測量范圍 正常測量流速范圍 雷諾數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 2.5級

◆被測介質溫度: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

◆儀表使用環境 溫度:-25℃～+55℃ 濕度:5～90% RH50℃

◆材質 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

渦街流量計便是依據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適應能力，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量流量，是節流式流量計的理想替代產品。

提高渦街流量計的耐高溫及抗振動性能，我公司新近開發出了LU改進型渦街流量傳感器，因其*的結構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。

在實際應用中，往往zui大流量遠低于儀表的上限值，隨著負荷的變化，zui小流量又往往會低于儀表的下限值，儀表并非工作在它的*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，其結構尺寸小，僅為工藝管內徑的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*，采用鋰電池供電可不間斷運行一年以上，節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的溫度和壓力，從而顯示氣體的標況體積流量。

智能型渦街流量計是老式模擬的渦街流量計的更新換代產品，智能型渦街流量計不僅可以帶4~20mA輸出，還可以帶RS232通訊協議，可以直接與計算機聯網，便于遠程監控和操作。

產品優點

智能渦街流量計的zui大優點是抗振性能特別好，無零點漂移，可靠性高。

通過長時間對渦街流量計進行的大量波形分析和頻譜分析，設計出*的探頭形狀、壁厚，高度、探頭桿直徑及與之相配套的壓電晶體，采用*的數控車床進行加工，確保加工的同軸度和光潔度等技術參數，配合特殊的工藝處理，從而zui大限度的克服渦街流量計存在的固有自振蕩頻率對信號的影響這個通病。　 ②智能渦街流量計的傳感器的通用性很強，從而使傳感器具有良好的互換性采用*數控設備加工傳感器的表體和旋渦發生體等，確保加工精度，從而使零部件（特別是旋渦發生體）的通用性強，從而真正做到不會因零部件的更換而影響傳感器的重復性和精度；能產生強大而穩定的渦街信號。

③結構簡單牢固，無可動部件，可靠性高，使用維護方便。

④檢測元件不與介質接觸，性能穩定，使用壽命長 傳感器采用檢測探頭與旋渦發生體分開安裝，而且耐高溫的壓電晶體密封在檢測探頭內，不與被測介質接觸，所以渦街流量計具有結構簡單、通用性好和穩定性高的特點。

⑤輸出與流量成正比的脈沖信號或模擬信號，無零點漂移，精度高，方便與計算機聯網

⑥測量范圍寬，量程比可達1：10

⑦渦街流量計測量體積流量時不需補償，渦街輸出的信號實際上是與流速成線性關系的，也就是與體積流量成正比。壓力和溫度補償的目的是為了得到流體的密度，乘以體積流量就得到質量流量，若測量氣體的體積流量就不需要補償了。

⑧壓力損失小。

用口徑DN50的渦街流量計測量可燃氣體的流量，若管道內的zui大流量Qmax =200m3/h時，傳感器的壓力損失是：△P =1.08×10-6 ρv2（kPa）= 0.605 KPa

⑨在一定的雷諾數范圍內，流量特性不受流體壓力、溫度、黏度、密度、成分的影響，僅是與旋渦發生體的形狀和尺寸有關。

⑩應用范圍廣，蒸汽、氣體、液體流量均可測量。

技術參數

●測量流體：飽和蒸汽、過熱蒸汽、氣體、液體（避免多相流）

●測量準確度及重復性：

●測量范圍

●額定壓力：1.6MPa、2.5MPa、6.3MPa

●流體溫度：-40℃～250℃（普通型），100℃～350℃（普通型）

●結構類型：一體型渦街流量計

●結構材質

●工作電源

●輸出信號：脈沖輸出、4～20mA 電流輸出，RS485通訊等三種輸出可供選擇

●電氣接口：M20*1.5

●防護等級：IP65

●表體處理：傳感器表體采用不銹鋼噴砂，放大器外殼采用噴塑。

●環境溫度：-35℃～60℃（無LCD）、-5℃～60℃（帶LCD）

●相對濕度：5%～95℃

渦街流量計產品應用：渦街流量計廣泛適用于石油、化工、冶金、熱力、紡織、造紙等行業對過熱蒸汽、飽和蒸汽、壓縮空氣和一般氣體（氧氣、氮氣、氫氣、天然氣、煤氣等） 、水和液體（如：水、汽油、酒精、苯類等）的計量和控制.

產品選型：

渦街流量計安裝示意圖：

渦街流量計安裝與使用：
渦街流量計的安裝要求有一定的前后直管段，常見情況如下（D為管道的直徑）：

安裝條件
1.傳感器應安裝在水平、垂直、傾斜（液體流向自下而上）的與其通徑相同的管道上。傳感器的上游和下2游應配置一定長度的直管段，其長度應符合前直管段15～20D，后直管段5～1OD的要求。
2.安裝液體傳感器的附近管道內應充滿被測液體。
3.傳感器應避免安裝在有強烈機械振動的管道上。
4.直管段的內徑盡可能與傳感器通徑*，若不能*，應采用比傳感器通徑略大的管道，誤差要≤3%，并不超過5mm。
5.被測介質含有較多雜質時，應在傳感器上游直管段要求的長度以外加裝過濾器。
傳感器應避免安裝在有較強電磁場干擾、空間小和維修不方便的場合。

，價格，廠家

渦街流量計在管道中的應用

管道中使用渦街流量計時候一般我們選擇法蘭卡裝式和法蘭式兩種結構，因為沼氣管道流量較小，都要通過縮徑的方式才能保證測量中的準確性。選型時*要選了解一下沼氣zui小流量，常用流量和zui大流量。大多數沼氣測量場所沒有電源，我們可以選擇電池供電的渦街流量計。如果用戶需要將表的顯示引到室內，可以采用一體式渦街流量計，通過電纜線將輸出信號引到裝在室內的流量積算儀上，渦街流量計可以顯示沼氣瞬時流量和累積流量。

渦街流量計在測量沼氣安裝流量計的時候，安裝點的上游較近處若裝有閥門，不斷地開關閥門，對傳感器的使用壽命影響極大，非常容易對傳感器造成*性損壞、傳感器盡量避免在架空的非常長的管道上安裝，這樣時間一長后，由于傳感器的下垂非常容易造成傳感器與法蘭間的密封泄露，若不得已要安裝時，必須在傳感器的上下游2D處分別設置管道緊固裝置。

為了確保渦街流量計完整的功能，入口處的流型應不受干擾。上游直管段部分的長度應為流量計口徑(D)的大約15倍，下游直管段部分的長度應為流量計口徑(D)的大約5倍。在流體中設置非流線型漩渦發聲體，則從漩渦發生兩側交替地產生兩列有規則的漩渦，這種漩渦稱為卡曼渦街。在一定的流量范圍內漩渦分離頻率正比于管道內的平均流速，經漩渦發生體中裝入電容探頭或壓電探頭(探測器)及配置相應電路，即構成了電容檢測式渦街流量計或壓電檢測式渦街流量傳感器。

金湖奧科儀表有限公司 
： 李