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法蘭式渦街流量計
概述
渦街流量計（也稱旋渦流量計）是用途極其廣泛的一種流量計量儀表，幾乎可以用在所有氣體、液體和蒸汽的流量計量、測量和控制。
應力式渦街流量計是速度式流量計的一種，它以卡門渦街理論為基礎，采用壓電晶體檢測流體通過管道內三角柱時所產生的旋渦頻率，從而測量出流體的流量。渦街流量計廣泛應用于石油、化工、輕工、動力供熱等行業。
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渦街流量計具有以下特點： 測量精度高，量程寬； 介質廣泛，可測量液體、氣體和蒸汽； 工作溫度高，介質溫度可達350℃； 無運動部件，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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測量原理
當管道中流體介質通過旋渦發生體(三角柱)時，由于局部流速加速而產生旋渦現象(如圖一)，此旋渦分成兩列交替地出現，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速度有關，而與介質的溫度、壓力等特性參數無關，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 V —介質流速 d— 三角柱寬度
斯特羅哈爾數是渦街流量計的重要參數，它只與介質的雷諾數Re有關。只要管道內介質的雷諾數保持在2×104至7×106范圍內，斯特羅哈爾數St便保持為一個常數，這樣，便可以通過測量旋渦頻率檢測出流體的流速，再通過流速計算出流體的工況體積流量，結合介質的密度即可準確計算出介質的質量流量。
渦街流量計質量流量的基本公式 ：
Qg = 3600fρ/K （公式2）
式中： Qg ── 質量流量 f ── 脈沖頻率(Hz) ρ── 密度(kg/m3) K ── 儀表系數(脈沖個數/m3)
技術參數
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、氮氣等
液體：除鹽水、軟化水、高溫水等
蒸汽：飽和蒸汽、過熱蒸汽
介質溫度：
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：
測量液體：1.0級(0.5級可協議訂貨)
測量氣體：1.5級(1級可協議訂貨)
測量蒸汽：1.5級(1級可協議訂貨)
插入式：2.5級
流速范圍：
液體：0.35-8m/s
氣體：3-70m/s
蒸汽：2.5-75m/s
測量范圍：見表一、表二、表三、
輸出信號：
電壓脈沖：低電平≤1V，高電平 ≥6V
標準電流：4-20mA
供電電源：
電壓脈沖輸出：DC12V/DC24V
4-20mA標準電流輸出: DC24V/DC24V+3.6V鋰電池
一體化表頭顯示：3.6V鋰電池
環境溫度：–20℃-+55℃
相對濕度：5%-90%
表體材料：304不銹鋼，其他材質可協議供貨
防護等級：IP65、IP67
防爆等級：ExibIICT3Gb，ExibIICT4Gb
防爆合格證號：CELL.2152，CELL.2154
渦街流量計選型指南
一、根據測量介質確定渦街流量計的配置和結構形式
㈠、測量蒸汽、氣體優選分體式帶溫度、壓力補償渦街流量計，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（簡稱五件套）。這種配置計量準確，測量蒸汽顯示的是補償后質量流量，測量氣體顯示的是標況和工況體積流量，如下圖：
圖二 分體式帶溫壓補償渦街流量計
㈡、測量蒸汽時，當蒸汽溫度小于200℃、口徑不大于DN100也可以選用一體式溫壓補償渦街流 量計，這時顯示的是補償后的質量流量,當蒸汽溫度大于200℃、口徑大于DN100不建議使用該類型儀表；測量氣體時，也可以選用一體式溫壓補償渦街流量計，這時顯示的是標況和工況體積流量。一體式溫壓補償渦街流量計計量較為準確， 但穩定性和讀數方便性不如分體式,如下圖：
圖三一體溫壓補償渦街流量計
圖四 一體不補償渦街
㈤、測量自來水、污水、酸堿液、電解液、空調循環水等優選電磁流量計；
㈥、測量柴油、汽油、食用油選用橢圓齒輪流量計、腰輪流量計、渦輪流量計；
㈦、測量導熱油選用標準孔板流量計。
二、還要確定渦街流量計是否帶以下功能
1、需給PLC、DCS、積算儀、數顯表等提供輸入信號，則須帶4-20mA電流輸出；
2、需要采集溫度、壓力、流量流量計的數據，則須帶RS485/RS232通訊接口；
3、是否需要配備壁掛式儀表箱，以便于固定和保護智能積算儀；
4、是否需要配備后備電源，以能保證停電時整個測量系統能正常工作100小時以上；
5、是否需要遠程抄表，以實現對流量、溫度、壓力等參數實時監測。
三、最后還要確定渦街流量計口徑-基于流量的口徑選型方法
1、渦街流量計公稱通徑不同，其測量范圍也不同，每一種通徑其測量范圍又隨著被測介質的種類和溫度、壓力的變化而變化。
2、選渦街流量計口徑時不應該按管道口徑直接選擇同口徑的流量計，而應使實際瞬時流量與該口徑的流量范圍相匹配。
3、渦街流量計選擇合適的口徑是為了解決目前的計量，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，而不顧現在有可能流量較小。
測量飽和蒸汽時，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）確定渦街流量計公稱通徑；
測量過熱蒸汽時，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）確定渦街流量計公稱通徑。
測量氣體和液體時，首先確定介質在工況下大致流量范圍，就可通過查表法（表一）確定渦街流量計公稱通徑。
典型溫壓補償五件套渦街流量計配置及選型
例1：工藝管道內徑為DN100，測量介質過熱蒸汽，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。
解：根據表壓0.7 MPa、溫度180℃，由《LUGB系列渦街流量計選型使用手冊》知道DN100渦街流量計標準流量范圍是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渦街流量計型號：LUGB-24101222001+1DAM0P1T1
如果用汽量大約為0.3t/h─2t/h， 則應選擇口徑為DN80的渦街流量計，這時應局部縮徑安裝。
如果用汽量大約為0.6t/h─5t/h， 則應選擇口徑為DN125的渦街流量計，這時應局部擴徑安裝。
例2：被測介質是壓縮空氣，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。
解：根據表壓0.2MPa，溫度60℃，工藝用氣量300-1500Nm3/h，由《LUGB系列渦街流量計選型使用手冊》計算出氣體的工況流量范圍是123-618m3/h，同時查該選型使用手冊表二知道DN80渦街流量計標準范圍是70-700m3/h，滿足使用流量的要求，故選用儀表公稱通徑為DN80。
DN80渦街流量計型號：LUGB-23081222001+1DRM0P1T1
典型一體渦街流量計配置及選型
例3：被測介質是除鹽水，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。
解：根據被測介質是除鹽水，工藝要求流量為30m3/h-150m3/h，查《LUGB系列渦街流量計選型使用手冊》表一知道DN100渦街流量計標準范圍是19-160m3/h，故選用儀表公稱通徑為DN100。
DN100渦街流量計型號：LUGB-22102122C01
例3：被測介質是高溫水，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，不帶信號輸出，選擇儀表通徑及型號。
解：根據被測介質是高溫水，溫度為165℃，工藝要求流量為30m3/h，查《LUGB系列渦街流量計選型使用手冊》表一知道DN50渦街流量計標準范圍是5-40m3/h，故選用儀表公稱通徑為DN50。
DN50渦街流量計型號：LUGB-22050213C01
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