渦街流量計(jì)主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量,如氣體、液體、蒸汽等多種介質(zhì)。渦街流量計(jì)是一種屬于對(duì)管道流速分布突變、回旋流和液流脈動(dòng)等干擾較敏感的流量計(jì)。所以應(yīng)充分重視現(xiàn)場管道的安裝、使用條件,嚴(yán)格遵照使用說明書的技術(shù)要求安裝使用。渦街流量計(jì)可以安裝在室內(nèi)或室外。如果安裝在管道地井內(nèi)部,需要考慮防止被水淹沒,應(yīng)選用防水型傳感器。傳感器在管道上可以水平、垂直或傾斜安裝,但測量液體和氣體時(shí),為了防止氣泡和液滴的干擾,具體的安裝位置需注意。
渦街流量計(jì)應(yīng)用指南:
一、工藝管道上、下游配管內(nèi)徑D與傳感器內(nèi)徑D′相同,其差異滿足下述條件:0.95D≤D′≤1.1D。
二、配管應(yīng)與傳感器同心,同軸度小于0.05D′。
三、管道密封墊不能凸人管道內(nèi),其內(nèi)徑可比傳感器內(nèi)徑大1-2mm。
四、如需斷流檢查或清洗傳感器,應(yīng)增加設(shè)置旁通管道。
五、現(xiàn)場安裝時(shí)減小現(xiàn)場電機(jī)振動(dòng)對(duì)渦街流量計(jì)的影響值。應(yīng)盡量避開振動(dòng)源,采用彈性軟管在小口徑中連接,并加裝管道支撐物。
智能渦街流量計(jì)是以全新的設(shè)計(jì)理念,將溫度、壓力、流量信號(hào)集于一體,通過智能數(shù)字處理器將三種信號(hào)混合處理后輸出一個(gè)補(bǔ)償后的標(biāo)準(zhǔn)流量,從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)氣體、蒸汽的溫壓補(bǔ)償功能。由于采用了智能一體化的設(shè)計(jì)理念,因此,溫壓補(bǔ)償智能型渦街流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝使用維護(hù)方便的特點(diǎn)。
下面介紹智能渦街流量計(jì)工作原理:
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)生兩列有規(guī)則的旋渦,這種旋渦稱為卡門原理,如圖(一)所示。
在漩渦發(fā)生體中裝入電容檢測探頭或壓電檢測探頭及相應(yīng)匹配電路,即可構(gòu)成電容檢測式空氣流量/傳感器或壓電檢測式煤氣流量傳感器。
圖(一)旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對(duì)稱地排列。設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f,被測介質(zhì)來流的平均速度為V,旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d,表體通徑為D,根據(jù)卡曼空氣原理,有如下關(guān)系式:
f=St.V/〔(1-1.25d/D)d〕
式中:f-發(fā)生體一側(cè)產(chǎn)生的卡門旋渦頻率
St-斯特羅哈爾數(shù)
V-流體的平均流速
d-柱體流面寬度
D-管道內(nèi)徑
在曲線表中St=0.17的平直部分,漩渦的釋放頻率與流速成正比,即為空氣流量傳感器測量范圍度。只要檢測出頻率f就可以求得管內(nèi)流體的流速,由流速V求出體積流量。
Q=3600f/K或M=ρ3600f/K
式中:K=儀表常數(shù)(1/m3)。
M=質(zhì)量流量
Q=體積流量(m3/h)
ρ=介質(zhì)密度(kg/m3)
F=頻率Hz
智能渦街流量計(jì)結(jié)構(gòu)
智能渦街流量計(jì)由傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成,如圖3所示。傳感器包括旋渦發(fā)生體(阻流體)、檢測元件、儀表表體等;轉(zhuǎn)換器包括前置放大器、濾波整形電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、輸出接口電路、端子、支架和防護(hù)罩等。近年來智能式流量計(jì)還把微處理器、顯示通訊及其他功能模塊亦裝在轉(zhuǎn)換器內(nèi)。
旋渦發(fā)生體是檢測器的主要部件,它與儀表的流量特性(儀表系數(shù)、線性度、范圍度等)和阻力特性(壓力損失)密切相關(guān),對(duì)它的要求如下。
1)能控制旋渦在旋渦發(fā)生體軸線方向上同步分離;
2)在較寬的雷諾數(shù)范圍內(nèi),有穩(wěn)定的旋渦分離點(diǎn),保持恒定的斯特勞哈爾數(shù);
3)能產(chǎn)生強(qiáng)烈的渦街,信號(hào)的信噪比高;
4)形狀和結(jié)構(gòu)簡單,便于加工和幾何參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化,以及各種檢測元件的安裝和組合;
5)材質(zhì)應(yīng)滿足流體性質(zhì)的要求,耐腐蝕,耐磨蝕,耐溫度變化;
6)固有頻率在渦街信號(hào)的頻帶外。
已經(jīng)開發(fā)出形狀繁多的旋渦發(fā)生體,它可分為單旋渦發(fā)生體和多旋渦發(fā)生體兩類,如圖4所示。單旋渦發(fā)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(fā)生體是應(yīng)用廣泛的一種,如圖5所示。圖中D為儀表口徑。為提高渦街強(qiáng)度和穩(wěn)定性,可采用多旋渦發(fā)生體,不過它的應(yīng)用并不普遍。
智能渦街流量計(jì)外型簡潔,測量精度高,性能穩(wěn)定,具有多種安裝、供電、信號(hào)輸出方式,可提供特殊管道及工況定制,產(chǎn)品選型,現(xiàn)場工控自動(dòng)化設(shè)計(jì)等.
渦街流量計(jì)是根據(jù)卡門(Karman)渦街原理研究生產(chǎn)的,主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。
渦街流量計(jì)采用壓電應(yīng)力式傳感器,可靠性高,可在-20℃~+250℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。
有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),也有數(shù)字脈沖信號(hào)輸出,容易與計(jì)算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種比較先進(jìn)、理想的測量儀器。
渦街流量計(jì)的特點(diǎn)
1、渦街流量計(jì)是利用流體振動(dòng)原理的一種新型流量計(jì),應(yīng)用在石油、化工、冶金、造紙等行業(yè),測量管道中液體、氣體流量的儀表。
2、流量計(jì)無可動(dòng)部件,可靠性強(qiáng)、精度高、壽命長,可在很寬的流量范圍內(nèi)精確測量液體的瞬時(shí)流量和累計(jì)流量。
其不受介質(zhì)溫度、壓力、粘度及成分的影響,同時(shí)不堵、不卡、不易結(jié)垢、耐高溫、高壓,安全防爆,適用于惡劣環(huán)境。
3、渦街流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡單,渦街變送器直接安裝于管道上,克服了管路泄漏現(xiàn)象。
另外,渦街流量計(jì)的壓力損失較小,量程范圍寬,對(duì)飽和蒸汽測量量程比可達(dá)30比1。
4、安裝位置要盡量減少管道內(nèi)汽錘對(duì)渦街發(fā)生體的沖擊。振動(dòng)較大而又無法消除時(shí),不宜采用渦街流量計(jì)。