| 涡街流量计是速度式流量计的一种，它以卡门涡街理论为基础，采用压电晶体检测流体通过管道内三角柱时所产生的旋涡频率，从而测量出流体的流量。涡街流量计广泛应用于石油、化工、轻工、动力供热等行业。
涡街流量计具有以下特点： 涡街流量计测量精度高，量程宽； 涡街流量计测量介质广泛，可测量液体、气体和蒸汽； 涡街流量计工作温度高，介质温度可达350℃； 涡街流量计无运动部件，无磨损，可靠性高； 涡街流量计表体采用不锈钢材料，耐腐蚀。
涡街流量计测量原理 当管道中流体介质通过旋涡发生体(三角柱)时，由于局部流速加速而产生旋涡现象(如图一)，此旋涡分成两列交替地出现，这种旋涡列被称为卡门涡街。 卡门涡街的释放频率与三角柱宽度尺寸和流体的流动速度有关，而与介质的温度、压力等特性参数无关。可用下式表示： f=StV/d ……………………（1） 式中： f—卡门涡街的释放频率 St—斯特罗哈尔（Strouhal）数 V—介质流速 d—三角柱的宽度 斯特罗哈尔数是涡街流量计的重要参数，它只与介质的雷诺数Re有关。只要管道内介质的雷诺数保持在2×104至7×106范围内，斯特罗哈尔数St便保持为一个常数，这样，便可通过测量旋涡频率信号检测出流体介质的流速，再通过介质的流速计算出介质的流量。
涡街流量计技术参数 ◆公称口径：DN15、DN20、DN25、DN32、DN40、DN50、DN65、DN80、DN100、DN125、DN150、DN200、DN250、DN300、DN350、DN400、DN450、DN500； ◆涡街流量计适用范围：气体（空气、氧气、氮气、煤气、天燃气、化学气体等）、液体（水、高温水、油、食品液、化学液等）、蒸汽（饱和蒸汽、过热蒸汽）； ◆涡街流量计可测介质温度：-40℃～280℃，-40℃～350℃； ◆涡街流量计公称压力：≤1.6MPa ≤2.5MPa ≤4Mpa；
◆测量范围：见表一、表二； ◆涡街流量计输出信号： 电压脉冲：低电平≤1V，高电平≥6V，脉冲宽0.4ms，负载电阻＞150Ω； 标准电流：4-20mA，转换精度±0.5%满度值，负载电阻24V-500Ω现场液晶显示：瞬时流量5位显示（m3/h、kg/h、t/h），转换精度±0.1%；累积流量9位显示（m3、kg、t），转换精度±0.1%； ◆涡街流量计供电电源： 电压脉冲输出时：+12VDC，4-20mA输出时：+24VDC； 现场液晶显示：3.6V 1号1节锂电池供电，使用寿命大于2年； ◆环境温度：电压脉冲输出：-30℃—+65℃；4-20mA输出：-10℃—+55℃；现场液晶显示：-25℃—+55℃；
涡街流量计选型指南 4.1 口径的确定 传感器口径的不同，其测量范围也不同，而每一种口径其测量范围又随着被测介质的种类和工况温度、压力的变化而变化。 对于气体和液体而言，首先确定介质的大致流量范围，通过查表法（表一）确定传感器的口径；对于饱和蒸汽而言，确定工况温度与压力二者和大致流量范围，便可通过查表法（表二）确定传感器的口径；对于过热蒸汽而言，确定工况温度和压力，通过查表法（表三）确定其密度，通过此密度和大致流量范围，利用查表法（表二）确定传感器口径。（注：表二中压力均为压力，压力=管道压力+大气压力。） 质量流量计算： QG=3.6Frρ/K………………………………………………………（2） 式中：QG——质量流量（K为铭牌所示值时，单位是t/h；k值缩小1000倍时，单位是kg/h） Fr——脉冲频率（Hz） ρ——密度（kg/m3） K——仪表系数（脉冲个数／m3） 常用换算公式： A：工况状态下的体积流量换算成标准状态下的体积流量： QＮ＝2695（P＋0.1013）QＶ／（273＋t）……………………(3) B：工况状态下的密度换算成标准状态下的密度： ρＮ＝(273＋t)ρ0/2695(P+0.1013)……………………………………(4) C：质量流量换算成体积流量： QＶ＝QＧ／ρ……………………………………………………………(5) 式中：QＶ——工况状态下的体积流量（m3/h） QＮ——标准状态下的体积流量（m3/h） ρ０——工况状态下的密度（kg/m3） ρN——标准状态下的密度（kg/m3） t——工况状态下的温度（℃） P——工况状态下的压力（MPa） QG——质量流量（kg/h）
4.２涡街流量计确定合适的配置： A.确定使用远传型还是现场显示型； B.选用远传型，如果是饱和蒸汽，应选择温度自动补偿密度或压力自动补偿密度；如果是过热蒸汽，应选择温度、压力同时补偿密度；其他介质根据实际情况确定是否需要补偿； C.选择智能流量积算仪时，如果只要求显示流量、压力、温度等参数，可选择数码管显示或液晶显示的智能流量积算仪；如果需要追溯历史数据，带有记忆功能，则应选用智能流量积算无纸记录仪； D.无论选择智能流量积算仪，都应考虑是否需要带有ＲＳ４８５或ＲＳ２３２通讯接口； E.无论选择智能流量积算仪，都应考虑是否需要配置后备电源，以便突然停电时仪表能够正常计量（配置不同，工作时间不同，一般在24-48小时以上。） F.选择智能流量积算仪时，应考虑是否需要提供仪表箱，将智能流量积算仪放置其中，挂在墙壁上，并防止设定参数随意调整； G.选用远传型，应考虑是否需要无线无程流量监测系统，实现对各管路流量的实时监测和管理； H.如果被测介质是易燃易爆物质或测量环境存在易燃易爆气体，应选用防暴型传感器及防暴型测量系统。 4．3传感器压力损失的计算： 传感器口径确定以后，可计算该传感器的压力损失，以便确定该传感器是否对工艺管线有影响。 计算公式为： △ P≤1.2ρV2………………………………………………………（6） 其中：△P——传感器的压力损失（Pa） ρ——流体的密度（kg/m3） V——管道内流体的平均流速（m/s） 大流量时的流速可根据下列公式计算： Vmax=353.7Qmax/D2………………………………………………（7） 其中：Vmax——大流量对应的流速（m/s）
Q——大流量（m3/h） D——传感器口径（mm） 4．4选型举列： 例一：工艺管道内径为DN100，介质为饱和蒸汽，用汽量大约为0.5t/h-3t/h，表压为0.4Mpa，请选择仪表口径。 解：根据表压0.4Mpa得知压力为0.5Mpa，由表二中查得温度为152℃，DN100的流量范围是0.4-3.5t/h，完全能够满足使用要求，故选择口径为DN100的涡街流量传感器。如果用汽量大约为0.3t/h-2t/h，则应选择口径为DN80的涡街流量传感器，这时工艺管道应由DN100缩径至DN80。 例二：工艺管道内径为DN100，介质为过热蒸汽，用汽量大约为0.5t/h-2.8t/h，表压为0.5Mpa，温度为220℃，请选择仪表口径。 解：根据压力和温度由表三中查得：表压为0.5Mpa、温度为220℃时的密度是2.66，查表二得知：密度是2.66时，DN100的流量范围是0.40-3.50t/h，完全能够满足使用要求，故选择口径为DN100的涡街流量传感器。如果用汽量大约为0.3-2.0t/h，则应选择口径为DN80的涡街流量传感器，这时工艺管道应进行缩管处理。
涡街流量计安装方法和步骤 5.1 选择安装位置： 在选择安装位置时，应注意以下几点： A.安装位置尽量选在无管道振动或振动小的位置，振动加速度不能大于2g，如振动大则需采取减振措施； B.传感器的上游和下游必须有足够的直管段（见图二） C.检修阀安装在传感器上游，流量调节阀安装在传感器下游； D.尽量选择便于安装和检修的位置； E.应选择环境干燥的位置； F.传感器可以安装在水平管道上，也可以安装在垂直管道上。但在垂直管道上安装时，介质必须自下而上流动。 G.传感器尽量安装在室内，必须安装在室外时应注意防水，在放大器盒外电缆应弯成U型； H.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。 5.2安装要求： A.焊接时，要保证法兰端面与管道中心线垂直； B.安装孔孔距较大处为表杆安装位置，而且两法兰安装孔的方向应一致； C.法兰焊接完毕后，管道内要清理干净不得存有焊渣等杂物。
5.3安装步骤： 方法一：（如图三所示）： A.选定安装位置，将按图二选取合适长度的前后直管段和长度为L1（图五、表五所示）的管段一并切割下来； B.在前后直管段上各焊接上一个法兰，在传感器两端加上密封垫后，用双头螺栓将传感器与法兰联接好（注意表体箭头方向要与流体流动方向一致）； C.将传感器的前后直管段焊接在原管道上。 方法二（如图四所示） A.选定安装位置，按图三确定好前、后直管段，在前后直管段之间割下长度为L1（图五、表五所示）的管段； B.将法兰焊接在前后直管段上，焊接时应注意两法兰所有安装孔保证同心； 涡街流量计.将传感器两端安装密封垫后，用双头螺栓将传感器与法兰联接好。 |
