智能渦街流量計原理

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，這種旋渦稱為卡門旋渦，如右圖所示，旋渦列在旋渦發生體下游非對稱地排列。
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。

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，
為提高渦街流量計的耐高溫及抗振動性能，可用渦街流量傳感器，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。使用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。
◆測量介質：氣體、液體、蒸氣
◆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
◆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
◆被測介質溫度:常溫–25℃～100℃

◆測量精度1.0級? 1.5級
◆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
◆儀表使用環境溫度:-25℃～+55℃ 濕度:5～90% RH50℃

◆脈沖電流遠傳信號4～20 mA,傳輸距離為1000m
◆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

智能渦街流量計產品選型

渦街流量計的優點
XX-WJ-智能渦街流量計的優點是抗振性能特別好，無零點漂移，可靠性高。
    1.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，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，配合工藝處理，從而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；能產生穩定的渦街信號。
    4.測量范圍寬，量程比可達1：10
    5.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。
    6.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
    7.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。

    8.結構簡單牢固，無可動部件，可靠性高，使用維護方便。 
    9.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FFM63系列渦街流量計具有結構簡單、通用性好和穩定性高的特點。
    10.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
    11.應用范圍廣，蒸汽、氣體、液體流量均可測量。
渦街流量計的技術參數
●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℃

一般原則：在易受電噪聲干擾的場所，使用屏蔽電纜。屏蔽層應可靠的接在放大器的接地螺絲上或在控制室接工作接地。在高溫或低溫環境中或者是現場空氣中含有油、溶劑或其他腐蝕性氣體時，要采用適合于這種特殊場合的的屏蔽電纜。
頻率信號輸出的接線
輸出頻率信號的流量計與其它設備之間采用三線制傳輸，供電電源為24VDC±10%（或12VDC），輸出回路的zui小負載電阻為10KΩ，zui大電容為0.2UF。

4-20mA信號輸出的接線
輸出4-20mA信號的渦街流量計與其它設備之間采用二線制傳輸，供電電源為24VDC±10%，輸出回路的zui大負載電阻為600Ω。（包括電纜線的電阻）

渦街流量計的結構種類及外形尺寸數據表