涡街流量计的应用

选型要点

涡街流量计正确选型才能保证涡街流量计更好的使用。选用什么种类的涡街流量计应根据被测流体介质的物理性质和化学性质来决定?使涡街流量计的通径、流量范围、衬里材料、电极材料和输出电流等?都能适应被测流体的性质和流量测量的要求。

1、精密功能检查

精度等级和功能根据测量要求和使用场合选择仪表精度等级，做到经济合算。比如用于贸易结算、产品交接和能源计量的场合，应该选择精度等级高些，如1.0级、0.5级，或者更高等级; 用于过程控制的场合，根据控制要求选择不 同精度等级;有些仅仅是检测一下过程流量，无需做控制和计量的场合，可以选择精度等级稍低的，如1.5级、2.5级，甚至 4.0级，这时可以选用价格低廉的插入式涡街流量计。

2、可测量的介质

测量介质流速、仪表量程与口径 测量一般的介质时，涡街流量计的满度 流量可以在测量介质流速0.5—12m/s范围内 选用，范围比较宽。选择仪表规格(口径)不一 定与工艺管道相同，应视测量流量范围是否 在流速范围内确定，即当管道流速偏低，不能满足流量仪表要求时或者在此流速下测量准 确度不能保证时，需要缩小仪表口径，从而提 高管内流速，得到满意测量结果。

3、涡街流量变送器的选择
　　在饱和蒸汽测量中采用VA型压电式涡街流量变送器，由于涡街流量计量程范围宽，因此，在实际应用中，一般主要考虑测量饱和蒸汽的流量不得低于涡街流量计的下限，也就是说必须满足流体流速不得低于5m/s。根据用汽量的大小选用不同口径的涡街流量变送器，而不能以现有的工艺管道口径来选择变送器口径。
　　4、压力补偿压力变送器的选择
　　由于饱和蒸汽管路长，压力波动较大，必须采用压力补偿，考虑到压力、温度及密度的对应关系，测量中只采用压力补偿即可，由于管道饱和蒸汽压力在0.3-0.7MPa范围，压力变送器的量程选择1MPa即可。
　　5、.显示仪表选择
　　显示仪表智能流量显示仪，具有稳压补偿、瞬时流量显示和累积流量积算功能。

设定

（1）仪表系数的设定，设定的仪表 系数K可用下式表示：

K= 1000/K0

式中：K0为涡街发生体在出厂时标定的仪表常数，L/脉冲；k的单位为脉冲数/m3。

（2）压力补偿压力变送器的量程设定。

（3）压力、流量报警上限设定。

3、涡街流量计的安装

（1）涡街流量计尽量安装在远离振动源和电磁干扰较强的地方，振动存在的地方必须采用减振装置，减少管道受振动的影响。

（2）直管段的配置，前后直管段要满足涡街流量计的要求，所配管道内径也必须和涡街流量变送器内径一致。

4、涡街流量计使用注意事项

尽量减少管道内汽锤对涡街发生体的冲击。振动较大而又无法消除时，不宜采用涡街流量计

现场需求

1. 低维护量-市场上大多数的涡街流量计是采用取压孔或插入式检测元件感应漩涡，一旦介质中杂质嵌入取压孔或感应元件与表体间的缝隙，则造成信号变弱或不稳定。良好的设计应该是没有容易堵塞的部分，从而降低维护量。

2. 感应元件在线更换-某些厂家的感应元件与涡街发生体合二为一，看似简单的设计却给实际使用带来不便。因为一旦感应部分失效，则需要将管道内介质排空泄压后更换部件，影响生产。完善的设计应该是将二者分开，这样就可以单独更换感应部分，而无需将介质排空。

3. 涡街流量计容易受到振动的干扰，设计精良的涡街流量计可以通过硬件和数字信号处理将干扰排除，从而得到稳定的信号。

4. 涡街流量计安装的麻烦事前后需要很长的直管段，有些厂家可以提供在流量计内部缩径的设计，大大降低了用专门维涡街流量计配备直管段的需求。

应用原理

设旋涡的发生频率为f，被测介质平均流速为 ，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=SrU1/d=SrU/md （1）

式中　U1--旋涡发生体两侧平均流速，m/s；

Sr--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=πD2U/4=πD2mdf/4Sr (2)

K=f/qv=[πD2md/4Sr]-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，Sr可视为常数，这是仪表正常工作范围。当测量气体流量时，VSF的流量计算式为图2 斯特劳哈尔数与雷诺数关系曲线式中 qVn，qV--分别为标准状态下（0oC或20oC，101.325kPa）和工况下的体积流量，m3/h；

Pn，P--分别为标准状态下和工况下的压力，Pa；

Tn，T--分别为标准状态下和工况下的热力学温度，K；

Zn，Z--分别为标准状态下和工况下气体压缩系数。

由上式可见，VSF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，配备温度、压力传感器可测量标况体积流量和质量流量，是节流式流量计的理想替代产品。

在实际应用中，往往zui大流量远低于仪表的上限值，随着负荷的变化，zui小流量又往往会低于仪表的下限值，使加工、安装都不方便。研制的纵断面形状为圆弧的LGZ变径整流器，具有整流、提高流速及改变流速分布多重作用，其结构尺寸小，仅为工艺管内径的1/3，与涡街流量计作成一体，不仅不需要另外附加一段直管段，还可以降低对工艺管直管段的要求，安装非常方便。

为了使用方便，电池供电的本地显示型涡街流量计采用微功耗*

• 测量介质：气体、液体、蒸气

• 口径规格法兰卡装式口径选择25,32,50,80,100

• 法兰连接式口径选择100,150,200

• 流量测量范围正常测量流速范围，雷诺数1.5×104～4×106；气体5～50m/s;液体0.5～7m/s

  正常测量流量范围液体、气体流量测量范围见表2；蒸气流量范围见表3

• 测量精度1.0级? 1.5级

• 被测介质温度:常温–25℃～100℃

• 高温–25℃～150℃ -25℃～250℃

• 输出信号脉冲电压输出信号高电平8～10V 低电平0.7～1.3V

• 脉冲占空比约50%,传输距离为100m

• 脉冲电流远传信号4～20 mA,传输距离为1000m

• 仪表使用环境温度:-25℃～+55℃ 湿度:5～90% RH50℃

• 材质不锈钢, 铝合金

• 电源DC24V或锂电池3.6V

• 防爆等级本安型iaIIbT3-T6

• 防护等级IP65