涡街流量计

一、概述

应力式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、动力供热等行业。

涡街流量计具有以下特点：

◆测量精度高，量程宽；

◆测量介质广泛，可测量液体，气体和蒸汽；

◆工作温度高，介质温度可达350度；

◆无运动部件，无磨损，可靠性高；

◆表体采用不锈钢材质，耐腐蚀。      

二、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。旋涡交错分离，在柱体后面的尾流中产生脉动的压力，充在柱体后面（或内部）的检测探头受到这种微小的脉动压力的作用，使埋在探头内的压电晶体元件受到交变应力作用而产生交电荷信号。检测放大器将这种信号进行交换、放大、滤波和信号整形处理后，输出频率与旋涡分离频率相同的电压（或电流）脉冲信号，或经变换处理输出与旋涡分离频率成比例的模拟电流信号。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。

图一

卡门涡街的释放频率与三我柱宽度尺寸和流体速度有关，而与介质的温度，压力等特性参数无关。可用下式表示：

f=S_tV/d                         

式中：f-卡门涡街的释放频率

      V-介质流速

      D-三角柱的宽度

      S_t-斯特罗哈尔数

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（0.17~0.18），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。

三、技术规格

3.1技术参数

◆公称口径：      

管段式：DN15-300mm

插入式：DN200-2000mm

◆适用介质：气体（空气，氧气，氮气，煤气，天然气，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）；

◆可测介质温度：-20度~280度，-20度~350度；

◆公称压力:≤1.6MPa  ≤2.5MPa ≤4.0MPa

◆精度等级：1.5级，1.0级

◆流速范围：液体0.27-9m/s，气体：4-40m/s，蒸汽：3-50m/s

◆输出信号：电压脉冲：低电平≤1V,高电平≥12V，脉冲宽0.4ms,负载电阻＞150Ω，

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%；累计流量8位显示（m3、kg、t）,转换精度±0.1%；

◆供电电源：

脉冲输出时：+12VDC; 4-20mA输出时：+24VDC;

现场液晶显示：3.6V 、5号1节锂电池供电，使用寿命2-3年；

◆环境温度：

电压脉冲输出 ：-30度-+65度；

4-20mA输出：-10度-+55度；

现场液晶显示：-25度-55度；

3.2 测量范围

表二  饱和蒸汽密度表

3.3常用气体密度

表三  过热蒸汽相对压力和温度的密度

注：对于密度值在表中处于两者之间时，可用插值法计算得出