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卡裝渦街
概述
渦街流量計(jì)（也稱旋渦流量計(jì)）是用途極其廣泛的一種流量計(jì)量?jī)x表，幾乎可以用在所有氣體、液體和蒸汽的流量計(jì)量、測(cè)量和控制。
應(yīng)力式渦街流量計(jì)是速度式流量計(jì)的一種，它以卡門渦街理論為基礎(chǔ)，采用壓電晶體檢測(cè)流體通過管道內(nèi)三角柱時(shí)所產(chǎn)生的旋渦頻率，從而測(cè)量出流體的流量。渦街流量計(jì)廣泛應(yīng)用于石油、化工、輕工、動(dòng)力供熱等行業(yè)。
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渦街流量計(jì)具有以下特點(diǎn)： 測(cè)量精度高，量程寬； 介質(zhì)廣泛，可測(cè)量液體、氣體和蒸汽； 工作溫度高，介質(zhì)溫度可達(dá)350℃； 無運(yùn)動(dòng)部件，無磨損，可靠性高； 表體采用不銹鋼材料，美觀、耐腐蝕。 |
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測(cè)量原理
當(dāng)管道中流體介質(zhì)通過旋渦發(fā)生體(三角柱)時(shí)，由于局部流速加速而產(chǎn)生旋渦現(xiàn)象(如圖一)，此旋渦分成兩列交替地出現(xiàn)，這種旋渦列被稱為卡門渦街。
卡門渦街的釋放頻率與三角柱寬度尺寸和流體的流動(dòng)速度有關(guān)，而與介質(zhì)的溫度、壓力等特性參數(shù)無關(guān)，可用下式表示：
f=StV/d （公式1）
式中：f—卡門渦街釋放頻率 St—斯特羅哈爾數(shù) V —介質(zhì)流速 d— 三角柱寬度
斯特羅哈爾數(shù)是渦街流量計(jì)的重要參數(shù)，它只與介質(zhì)的雷諾數(shù)Re有關(guān)。只要管道內(nèi)介質(zhì)的雷諾數(shù)保持在2×104至7×106范圍內(nèi)，斯特羅哈爾數(shù)St便保持為一個(gè)常數(shù)，這樣，便可以通過測(cè)量旋渦頻率檢測(cè)出流體的流速，再通過流速計(jì)算出流體的工況體積流量，結(jié)合介質(zhì)的密度即可準(zhǔn)確計(jì)算出介質(zhì)的質(zhì)量流量。
渦街流量計(jì)質(zhì)量流量的基本公式 ：
Qg = 3600fρ/K （公式2）
式中： Qg ── 質(zhì)量流量 f ── 脈沖頻率(Hz) ρ── 密度(kg/m3) K ── 儀表系數(shù)(脈沖個(gè)數(shù)/m3)
技術(shù)參數(shù)
公稱通徑：
法蘭式：DN15-DN300
插入式：DN200-DN2000
適用范圍：
氣體：壓縮空氣、二氧化碳、氧氣、氮?dú)獾?/div>
液體：除鹽水、軟化水、高溫水等
蒸汽：飽和蒸汽、過熱蒸汽
介質(zhì)溫度：
低溫：–40℃-150℃
中溫：–40℃-250℃
高溫：–40℃-350℃
公稱壓力：
低壓：≤1.6MPa 、≤2.5MPa
中壓：≤4MPa 、≤6.3MPa
高壓：≤10MPa 、≤16MPa 、≤25MPa 、≤42MPa
精度等級(jí)：
測(cè)量液體：1.0級(jí)(0.5級(jí)可協(xié)議訂貨)
測(cè)量氣體：1.5級(jí)(1級(jí)可協(xié)議訂貨)
測(cè)量蒸汽：1.5級(jí)(1級(jí)可協(xié)議訂貨)
插入式：2.5級(jí)
流速范圍：
液體：0.35-8m/s
氣體：3-70m/s
蒸汽：2.5-75m/s
測(cè)量范圍：見表一、表二、表三、
輸出信號(hào)：
電壓脈沖：低電平≤1V，高電平 ≥6V
標(biāo)準(zhǔn)電流：4-20mA
供電電源：
電壓脈沖輸出：DC12V/DC24V
4-20mA標(biāo)準(zhǔn)電流輸出: DC24V/DC24V+3.6V鋰電池
一體化表頭顯示：3.6V鋰電池
環(huán)境溫度：–20℃-+55℃
相對(duì)濕度：5%-90%
表體材料：304不銹鋼，其他材質(zhì)可協(xié)議供貨
防護(hù)等級(jí)：IP65、IP67
防爆等級(jí)：ExibIICT3Gb，ExibIICT4Gb
防爆合格證號(hào)：CELL.2152，CELL.2154
渦街流量計(jì)選型指南
一、根據(jù)測(cè)量介質(zhì)確定渦街流量計(jì)的配置和結(jié)構(gòu)形式
㈠、測(cè)量蒸汽、氣體優(yōu)選分體式帶溫度、壓力補(bǔ)償渦街流量計(jì)，具體的配置是：渦街流量傳感器、智能流量積算儀、壓力變送器、Pt-100鉑熱電阻及壁掛式儀表箱（簡(jiǎn)稱五件套）。這種配置計(jì)量準(zhǔn)確，測(cè)量蒸汽顯示的是補(bǔ)償后質(zhì)量流量，測(cè)量氣體顯示的是標(biāo)況和工況體積流量，如下圖：
圖二 分體式帶溫壓補(bǔ)償渦街流量計(jì)
㈡、測(cè)量蒸汽時(shí)，當(dāng)蒸汽溫度小于200℃、口徑不大于DN100也可以選用一體式溫壓補(bǔ)償渦街流 量計(jì)，這時(shí)顯示的是補(bǔ)償后的質(zhì)量流量,當(dāng)蒸汽溫度大于200℃、口徑大于DN100不建議使用該類型儀表；測(cè)量氣體時(shí)，也可以選用一體式溫壓補(bǔ)償渦街流量計(jì)，這時(shí)顯示的是標(biāo)況和工況體積流量。一體式溫壓補(bǔ)償渦街流量計(jì)計(jì)量較為準(zhǔn)確， 但穩(wěn)定性和讀數(shù)方便性不如分體式,如下圖：
圖三一體溫壓補(bǔ)償渦街流量計(jì)
圖四 一體不補(bǔ)償渦街
㈤、測(cè)量自來水、污水、酸堿液、電解液、空調(diào)循環(huán)水等優(yōu)選電磁流量計(jì)；
㈥、測(cè)量柴油、汽油、食用油選用橢圓齒輪流量計(jì)、腰輪流量計(jì)、渦輪流量計(jì)；
㈦、測(cè)量導(dǎo)熱油選用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)。
二、還要確定渦街流量計(jì)是否帶以下功能
1、需給PLC、DCS、積算儀、數(shù)顯表等提供輸入信號(hào)，則須帶4-20mA電流輸出；
2、需要采集溫度、壓力、流量流量計(jì)的數(shù)據(jù)，則須帶RS485/RS232通訊接口；
3、是否需要配備壁掛式儀表箱，以便于固定和保護(hù)智能積算儀；
4、是否需要配備后備電源，以能保證停電時(shí)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)能正常工作100小時(shí)以上；
5、是否需要遠(yuǎn)程抄表，以實(shí)現(xiàn)對(duì)流量、溫度、壓力等參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
三、最后還要確定渦街流量計(jì)口徑-基于流量的口徑選型方法
1、渦街流量計(jì)公稱通徑不同，其測(cè)量范圍也不同，每一種通徑其測(cè)量范圍又隨著被測(cè)介質(zhì)的種類和溫度、壓力的變化而變化。
2、選渦街流量計(jì)口徑時(shí)不應(yīng)該按管道口徑直接選擇同口徑的流量計(jì)，而應(yīng)使實(shí)際瞬時(shí)流量與該口徑的流量范圍相匹配。
3、渦街流量計(jì)選擇合適的口徑是為了解決目前的計(jì)量，在流量合適的情況下兼顧到后期流量增大的情況；而不是相反，只考慮以后流量可能增大，而不顧現(xiàn)在有可能流量較小。
測(cè)量飽和蒸汽時(shí)，確定工況溫度與壓力二者之一和大致流量范圍，便可通過查表法（表二、三）確定渦街流量計(jì)公稱通徑；
測(cè)量過熱蒸汽時(shí)，確定工況溫度和壓力，通過查表法（表四）確定其密度，通過此密度和大致流量范圍，利用查表法（表二、三）確定渦街流量計(jì)公稱通徑。
測(cè)量氣體和液體時(shí)，首先確定介質(zhì)在工況下大致流量范圍，就可通過查表法（表一）確定渦街流量計(jì)公稱通徑。
典型溫壓補(bǔ)償五件套渦街流量計(jì)配置及選型
例1：工藝管道內(nèi)徑為DN100，測(cè)量介質(zhì)過熱蒸汽，用汽量大約為0.6t/h-3t/h，表壓為0.7MPa，溫度為180℃，配積算儀（帶4-20mA輸出）、壓力變送器、Pt-100鉑電阻，配儀表箱，選擇儀表型號(hào)。
解：根據(jù)表壓0.7 MPa、溫度180℃，由《LUGB系列渦街流量計(jì)選型使用手冊(cè)》知道DN100渦街流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)流量范圍是0.4t/h-4 t/h，滿足使用流量的要求，故選用儀表公稱通徑為DN100。
DN100渦街流量計(jì)型號(hào)：LUGB-24101222001+1DAM0P1T1
如果用汽量大約為0.3t/h─2t/h， 則應(yīng)選擇口徑為DN80的渦街流量計(jì)，這時(shí)應(yīng)局部縮徑安裝。
如果用汽量大約為0.6t/h─5t/h， 則應(yīng)選擇口徑為DN125的渦街流量計(jì)，這時(shí)應(yīng)局部擴(kuò)徑安裝。
例2：被測(cè)介質(zhì)是壓縮空氣，表壓為0.2MPa，溫度為60℃，工藝要求用氣量300Nm3/h-1500Nm3/h，配積算儀（帶RS485接口）、壓力變送器、Pt-100鉑電阻，配儀表箱，選擇儀表通徑及型號(hào)。
解：根據(jù)表壓0.2MPa，溫度60℃，工藝用氣量300-1500Nm3/h，由《LUGB系列渦街流量計(jì)選型使用手冊(cè)》計(jì)算出氣體的工況流量范圍是123-618m3/h，同時(shí)查該選型使用手冊(cè)表二知道DN80渦街流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)范圍是70-700m3/h，滿足使用流量的要求，故選用儀表公稱通徑為DN80。
DN80渦街流量計(jì)型號(hào)：LUGB-23081222001+1DRM0P1T1
典型一體渦街流量計(jì)配置及選型
例3：被測(cè)介質(zhì)是除鹽水，表壓為0.7MPa，溫度為20℃，工藝要求流量為30m3/h-150m3/h，采用一體式表頭顯示，輸出4-20mA，選擇儀表通徑及型號(hào)。
解：根據(jù)被測(cè)介質(zhì)是除鹽水，工藝要求流量為30m3/h-150m3/h，查《LUGB系列渦街流量計(jì)選型使用手冊(cè)》表一知道DN100渦街流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)范圍是19-160m3/h，故選用儀表公稱通徑為DN100。
DN100渦街流量計(jì)型號(hào)：LUGB-22102122C01
例3：被測(cè)介質(zhì)是高溫水，表壓為0.6MPa，溫度為165℃，工藝要求流量為30m3/h，采用一體式表頭顯示，不帶信號(hào)輸出，選擇儀表通徑及型號(hào)。
解：根據(jù)被測(cè)介質(zhì)是高溫水，溫度為165℃，工藝要求流量為30m3/h，查《LUGB系列渦街流量計(jì)選型使用手冊(cè)》表一知道DN50渦街流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)范圍是5-40m3/h，故選用儀表公稱通徑為DN50。
DN50渦街流量計(jì)型號(hào)：LUGB-22050213C01
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