忠和测控仪表有限公司

涡街流量计应用 
    ZHLU系列涡街流量计是基于卡门涡街原理的一种流体振荡型流量检测仪表，其特点是压损小,量程宽,测量精度高,在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响；无可动机械零件，因此可靠性高,维护量小。涡街流量计采用压电应力式传感器,可靠性高,可在-40℃～+320℃的温度范围内工作。其电荷转换器有模拟标准信号,也有数字脉冲信号输出与流量积算仪、PLC、DCS等数字系统配套使用,是一种理想的流量仪表。涡街流量计广泛适用于石油化工、冶金、热力、纺织、造纸等行业对工业管道中的气体、液体、蒸汽等多种介质的流量进行计量和控制。
涡街流量计原理
    在流体中设置三角柱型旋涡发生体，则从旋涡发生体两侧交替地产生两列有规则的旋涡，这种旋涡称为卡门旋涡，如下图所示，旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。

设旋涡的发生频率为f，被测介质平均流速为V，旋涡发生体迎流面宽度为d，表体通径为D，即可得到以下关系式：
f=StV1/d=St+V/md　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1）
式中　　V1--旋涡发生体两侧平均流速，m/s；
St--斯特劳哈尔数；
m--旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比

管道内体积流量Qv为
Qv=πD²V1/4=πD²mdf/4St　　　　　　　　　　　　　　　　(2)
K=f/qv=[πD²md/4St]-1 　　　　　　　　　　　　　　　　       (3)
式中 K--流量计的仪表系数，脉冲数/m³（P/m³）。
K除与旋涡发生体、管道的几何尺寸有关外，还与斯特劳哈尔数有关。斯特劳哈尔数为无量纲参数，它与旋涡发生体形状及雷诺数有关，图2所示为圆柱状旋涡发生体的斯特劳哈尔数与管道雷诺数的关系图。由图可见，在ReD=2×104～7×106范围内，St可视为常数，这是仪表正常工作范围。当测量气体流量时，只要检测出频率f就可以求得管道内流体的流速，有流速V求出体积流量。所测得的脉冲数与体积量之比称之为仪表常数K，见公式：
                                                    K=N/Q（l/m³）　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　 (4)

图2 斯特劳哈尔数与雷诺数关系曲线
式中 K=仪表常数（l/m³）
         N=脉冲个数
         Q=体积流量（m³）
由上式可见，输出的脉冲频率信号不受流体物性和组分变化的影响，即仪表系数在一定雷诺数范围内仅与旋涡发生体及管道的形状尺寸等有关。但是作为流量计在物料平衡及能源计量中需检测质量流量，这时流量计的输出信号应同时监测体积流量和流体密度，流体物性和组分对流量计量还是有直接影响的。
涡街流量计便是依据卡门旋涡原理进行封闭管道流体流量测量的新型流量计。因其具有良好的介质适应能力，无需温度压力补偿即可直接测量蒸汽、空气、气体、水、液体的工况体积流量，带温度补偿的涡街流量计（有内补和外补之分）还带有温度传感器，可以直接测量出饱和蒸汽的温度并计算出压力，从而显示饱和蒸汽的质量流量。
技术参数：

1、流体条件：单相流充满整个管道，液体中允许有少量汽泡和固体微粒，气体中允许有少量固 体、尘粒和液雾。饱和蒸汽的干度不小于85%。不得有旋转流和脉动流。雷诺数Re＞4000。温 度，压力在规定范围内。

2、管道条件：传感器前后应有足够长的圆形直管段，其内径光滑并与通径DN一致。前后直管段视前面状态而变，确保流体为充分发展的流态。

3、安装条件：远离振动源，有振动时在前后直管段2DN处加支架用橡皮减振。传感器通径圆应与前后直管段内径圆保持同心。法兰焊接时，密封夹紧时，管内不得有突出部分。流向应与箭头方 向一致。

4、涡街流量仪表对安装点的上、下游直管段有一定要求，否则会影响介质在管道中的流场，影响仪表的测量精度。仪表的上下游直管段长度要求见下图：

7、温压补偿外补偿测压孔和测温孔的安装设计。被测管道需要安装温度传感器和压力变送器时，测压孔应设置在下游3-5D处，测温孔应设置在下游6-8D处，见下图。D为仪表工称口径，单位：mm

10、测量液体时，为了保证管内充满液体，所以在垂直或倾斜管道安装仪表时，应该保证液体流动方向从下而上。若管道内含少量气体，为了防止气体进入仪表测量管，仪表应安装在管线的较低处如下图b所示