蒸汽渦街流量計(jì)概述
渦街流量計(jì)的基本原理是卡門渦街原理,即“渦街旋渦分離頻率與流速成正比”。變送器流通本體直徑與儀表的公稱口徑基本相同。,流通本體內(nèi)插入有一個(gè)近似為等腰三角形的柱體,柱體的軸線與被測(cè)介質(zhì)流動(dòng)方向垂直,底面迎向流體。
當(dāng)被測(cè)介質(zhì)流過柱體時(shí),在柱體兩側(cè)交替產(chǎn)生旋渦,旋渦不斷產(chǎn)生和分離,在柱體下游便形成了交錯(cuò)排列的兩列旋渦即“渦街”。理論分析和實(shí)驗(yàn)已證明,旋渦分離的頻率與柱側(cè)介質(zhì)流速成正比。旋渦交錯(cuò)分離,在柱體兩側(cè)及柱體后面的尾流中產(chǎn)生脈動(dòng)的壓力,設(shè)在柱體內(nèi)部（或后面）的檢測(cè)探頭受到這種微小的脈動(dòng)壓力的作用,使埋設(shè)在探頭內(nèi)的壓電晶體元件受到交變應(yīng)力而產(chǎn)生交變電荷信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)放大器上的電荷變換、放大，濾波限幅和觸發(fā)整形處理后，輸出頻率與旋渦分離頻率相同的方波電壓脈沖信號(hào)。該信號(hào)再送到就地顯示儀，傳感器輸出的每一個(gè)脈沖將代表一定體積的被測(cè)流體。一段時(shí)間內(nèi)的輸出總脈沖數(shù),將代表這段時(shí)間內(nèi)流過傳感器的流體總體積。
傳感器輸出的電壓脈沖信號(hào)送到連于一體的就地顯示儀。就地顯示儀采用微功耗CPU，測(cè)量渦街傳感器輸出的頻率信號(hào)，根據(jù)設(shè)定的密度，渦街流量計(jì)系數(shù)進(jìn)行流量運(yùn)算，現(xiàn)場(chǎng)液晶顯示瞬時(shí)流量和累計(jì)流量。
蒸汽渦街流量計(jì)產(chǎn)品特點(diǎn)
1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而牢固，無可動(dòng)部件，可靠性高，長(zhǎng)期運(yùn)行十分可靠。
2、安裝簡(jiǎn)單，維護(hù)十分方便。
3、檢測(cè)傳感器不直接接觸被測(cè)介質(zhì)，性能穩(wěn)定，壽命長(zhǎng)。
4、輸出是與流量成正比的脈沖信號(hào)，無零點(diǎn)漂移，精度高。
5、測(cè)量范圍寬，量程比可達(dá)1：10。
6、壓力損失較小，運(yùn)行費(fèi)用低，更具節(jié)能意義。
7、在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi),輸出信號(hào)頻率不受流體物理性質(zhì)和組份變化的響,儀表系數(shù)僅與旋渦發(fā)生體的形狀和尺寸有關(guān),測(cè)量流體體積流量時(shí)無需補(bǔ)償，調(diào)換配件后一般無需重新標(biāo)定儀表系數(shù)。
8、應(yīng)用范圍廣，蒸汽、氣體、液體的流量均可測(cè)量。
蒸汽渦街流量計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)
公稱通徑(mm)：25，40，50，65，80，100，125，150，200，250，300，(300～1000插入式)
公稱壓力(MPa)：DN25-DN200 4.0(>4.0協(xié)議供貨)，DN250-DN300 1.6(>1.6協(xié)議供貨)
介質(zhì)溫度(℃)：壓電式：-40～260，-40～320；電容式： -40～300, -40～400，-40～450（協(xié)議訂貨）
本體材料：1Cr18Ni9Ti，(其它材料協(xié)議供貨)
允許振動(dòng)加速度：壓電式:0.2g 電容式:1.0～2.0g
精確度：±1%R，±1.5%R，±1FS；插入式：±2.5%R，±2.5%FS
范圍度：1：6～1：30
供電電壓：傳感器：+12V DC，+24V DC；變送器：+12V DC ，+24V DC；電池供電型：3.6V電池
輸出信號(hào)：方波脈沖(不包括電池供電型)：高電平≥5V，低電平≤1V；電流：4～20mA
壓力損失系數(shù)：符合JB/T9249標(biāo)準(zhǔn) Cd≤2.4
防爆標(biāo)志：本安型：ExdⅡia CT2-CT5隔爆型：ExdⅡCT2-CT5
防護(hù)等級(jí)：普通型IP65 潛水型 IP68
環(huán)境條件：溫度-20℃～55℃，相對(duì)濕度5%～90%，大氣壓力86～106kPa
適用介質(zhì)：氣體、液體、蒸汽
傳輸距離：三線制脈沖輸出型：≤300m，兩線制標(biāo)準(zhǔn)電流輸出型 (4～20mA)：負(fù)載電阻≤750Ω
蒸汽渦街流量計(jì)工作原理
在流體中設(shè)置非流線型旋渦發(fā)生體（阻流體），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，這種旋渦稱為卡曼渦街，如圖(一)所示。
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(cè)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)卡曼渦街原理，有如下關(guān)系式:
f=StV/d 公式(1)
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)（無量綱數(shù)）
V－流體的平均流速
d－旋渦發(fā)生體的寬度
由此可見，通過測(cè)量卡門渦街分離頻率便可算出瞬時(shí)流量。其中,斯特羅哈爾數(shù)（St）是無因次未知數(shù)，圖（二）表示斯特羅哈爾數(shù)（St）與雷諾數(shù)（Re）的關(guān)系。
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,即為渦街流量傳感器測(cè)量范圍度。只要檢測(cè)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。所測(cè)得的脈沖數(shù)與體積量之比，稱為儀表常數(shù)（K），見式（2）
K＝N/Q（1/m3） 公式（2）
式中：K＝儀表常數(shù)（1/m3）。
N＝脈沖個(gè)數(shù)
Q＝體積流量（m3）
蒸汽渦街流量計(jì)傳感器工況流量范圍表
蒸汽渦街流量計(jì)安裝設(shè)計(jì)
儀表的正確安裝是保障儀表正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，若安裝不當(dāng)，輕則影響儀表的使用精度，重則會(huì)影響儀表的使用壽命，甚至?xí)p壞儀表。
（一）安裝環(huán)境要求：
1．盡可能避開強(qiáng)電設(shè)備、高頻設(shè)備、強(qiáng)開關(guān)電源設(shè)備。儀表的供電電源盡可能與這些設(shè)備分離。
2．避開高溫?zé)嵩春洼椛湓吹闹苯佑绊?。若必須安裝，須有隔熱通風(fēng)措施。
3．避開高濕環(huán)境和強(qiáng)腐蝕氣體環(huán)境。若必須安裝，須有通風(fēng)措施。
4．渦街流量?jī)x表應(yīng)盡量避免安裝在振動(dòng)較強(qiáng)的管道上。若必須安裝，須在其上下游2D處加設(shè)管道緊固裝置，并加防振墊，加強(qiáng)抗振效果。
5．儀表安裝在室內(nèi)，安裝在室外應(yīng)注意防水，特別注意在電氣接口處應(yīng)將電纜線彎成U形，避免水順著電纜線進(jìn)入放大器殼內(nèi)。
6．儀表安裝點(diǎn)周圍應(yīng)該留有較充裕的空間，以便安裝接線和定期維護(hù)。
（二）儀表管道安裝要求：
1．渦街流量?jī)x表對(duì)安裝點(diǎn)的上下游直管段有一定要求，否則會(huì)影響介質(zhì)在管道中的流場(chǎng)，影響儀表的測(cè)量精度。儀表的上下游直管段長(zhǎng)度要求見圖(三)
DN為儀表工稱口徑
注:調(diào)節(jié)閥盡可能不安裝在渦街流量?jī)x表的上游,而應(yīng)安裝在渦街流量?jī)x表的下游10D處。
2．上、下游配管內(nèi)徑應(yīng)相同。如有差異，則配管內(nèi)徑Dp與渦街儀表表體內(nèi)徑Db,應(yīng)滿足以下關(guān)系
0.98Db≤Dp≤1.05Db
上、下游配管應(yīng)與流量?jī)x表表體內(nèi)徑同心，它們之間的不同軸度應(yīng)小于0.05Db
3．儀表與法蘭之間的密封墊，在安裝時(shí)不能凸入管內(nèi)，其內(nèi)徑應(yīng)比表體內(nèi)徑大1-2mm
4．測(cè)壓孔和測(cè)溫孔的安裝設(shè)計(jì)。被測(cè)管道需要安裝溫度和壓力變送器時(shí)，測(cè)壓孔應(yīng)設(shè)置在下游3-5D處，測(cè)溫孔應(yīng)設(shè)置在下游6-8D處，見圖（七）。D為儀表工稱口徑，單位：mm
5．儀表在在管道上可以水平、垂直或傾斜安裝。
6．測(cè)量氣體時(shí)，在垂直管道安裝儀表，氣體流向不限。但若管道內(nèi)含少量液體，為了防止液體進(jìn)入儀表測(cè)量管，氣流應(yīng)自下而上流動(dòng)，如圖（四）a所示
7．測(cè)量液體時(shí)，為了保證管內(nèi)充滿液體，所以在垂直或傾斜管道安裝儀表時(shí)，應(yīng)該保證液體流動(dòng)方向從下而上。若管道內(nèi)含少量氣體，為了防止氣體進(jìn)入儀表測(cè)量管，儀表應(yīng)安裝在管線的較低處
如圖（四）b所示
8．測(cè)量高溫、低溫介質(zhì)時(shí)，應(yīng)注意保溫措施。轉(zhuǎn)換器內(nèi)部（表頭殼體內(nèi)）高溫一般不應(yīng)超過70℃；低溫易使轉(zhuǎn)換器內(nèi)部出現(xiàn)凝露，降低印制電路板的絕緣阻抗，影響儀表正常工作。
蒸汽渦街流量計(jì)儀表配線設(shè)計(jì)
一. 輸出頻率信號(hào)的三線制渦街流量?jī)x表配線設(shè)計(jì)
輸出頻率信號(hào)的三線制流量傳感器采用 DC24V 或 DC12V 電源供電，一般通過三芯屏蔽電纜線(RWP3×0.5mm)與顯示儀表或計(jì)算機(jī)相連，屏蔽層應(yīng)可靠地接到放大器殼的接地螺絲上。屏蔽電纜線的選擇應(yīng)適合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要求，另外屏蔽電纜線要與其它強(qiáng)功率電力線分離，不能平行走線。傳感器端子接線見圖（八）
二．輸出標(biāo)準(zhǔn) 4~20mA 電流信號(hào)的兩線制渦街流量?jī)x表配線設(shè)計(jì)
輸出標(biāo)準(zhǔn) 4~20mA 電流信號(hào)的兩線制變送器采用 DC24V 電源供電，一般通過兩芯屏蔽電纜線(RWP3×0.5mm)與顯示儀表或計(jì)算機(jī)相連，屏蔽層應(yīng)可靠地接到放大器殼的接地螺絲上。屏蔽電纜線的選擇應(yīng)適合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要求，另外屏蔽電纜線要與其它強(qiáng)功率電力線分離，不能平行走線。變送器端子接線見圖（九）
三．帶 RS-485 通訊接口功能的渦街流量?jī)x表配線設(shè)計(jì)
帶 RS-485 通訊功能的渦街流量?jī)x表采用 DC24V 電源供電，與其它設(shè)備之間采用四線制傳輸方式。儀表端子接線見圖（十）
四．防暴型渦街流量?jī)x表配線設(shè)計(jì)
LUGB/E 三線制脈沖輸出型渦街流量?jī)x表與 LB978 齊納安全柵相連、LUGB/E 兩線制標(biāo)準(zhǔn) 4~20mA 電流輸出型渦街流量?jī)x表與 LB987S 齊納安全柵相連可構(gòu)成本質(zhì)安全型防爆系統(tǒng)，產(chǎn)品防爆標(biāo)志為 Ex ia Ⅱ CT2-T5。
本安防爆型渦街流量傳感器/變送器與防爆安全柵和積算系統(tǒng)等關(guān)聯(lián)設(shè)備的接線性請(qǐng)參看防爆安全柵廠家提供的接線說明和以下所示圖（十一），圖（十二）。
注意事項(xiàng)：
（1）防爆型傳感器和變送器安裝于危險(xiǎn)場(chǎng)所，安全柵、顯示儀表、供電電源，計(jì)算機(jī)等關(guān)聯(lián)設(shè)備必須安裝在安全場(chǎng)所。
（2）傳感器和變送器應(yīng)有可靠接地，防爆地線不得與強(qiáng)電系統(tǒng)保護(hù)接地共用。
訂貨須知及選型樣譜
一．尊敬的用戶，當(dāng)您要選用本公司產(chǎn)品時(shí)，請(qǐng)仔細(xì)閱讀選型樣本，并做好以下工作：
1．認(rèn)真核對(duì)被測(cè)介質(zhì)的工況條件：溫度、壓力、管徑等工藝參數(shù)。
2．認(rèn)真核對(duì)被測(cè)介質(zhì)的使用流量范圍，特別是最小流量值以最終確定使用儀表的口徑及配管參數(shù)。
3．確定儀表的安裝地點(diǎn)，保證直管段，并為儀表的安裝維護(hù)創(chuàng)造好的環(huán)境條件。
4．填好訂貨咨詢單，見附表三
二．渦街流量?jī)x表選型表（符合 JB/T9294-1999 標(biāo)準(zhǔn)）
1．傳感器選型表
