二.工作原理

在流體中設(shè)置非流線型旋渦發(fā)生體（阻流體），則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生兩列有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼渦街，如圖(一)所示。

旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對(duì)稱地排列。設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測(cè)介質(zhì)來流的平均速度為V，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，根據(jù)卡曼渦街原理，有如下關(guān)系式:

                         f=StV/d                 公式(1)

式中：

f－發(fā)生體一側(cè)產(chǎn)生的卡門旋渦頻率

　　St－斯特羅哈爾數(shù)（無量綱數(shù)）

　　V－流體的平均流速

　　d－旋渦發(fā)生體的寬度

由此可見，通過測(cè)量卡門渦街分離頻率便可算出瞬時(shí)流量。其中,斯特羅哈爾數(shù)（St）是無因次未知數(shù)，

圖（二）表示斯特羅哈爾數(shù)（St）與雷諾數(shù)（Re）的關(guān)系。

概    述

在曲線表中St＝0.17的平直部分，漩渦的釋放頻率與流速成正比,即為渦街流量傳感器測(cè)量范圍度。只要檢測(cè)出頻率f就可以求得管內(nèi)流體的流速，由流速V求出體積流量。所測(cè)得的脈沖數(shù)與體積量之比，稱為儀表常數(shù)（K），見式（2）

　                       K＝N/Q（1/m3）              公式（2）

式中：K＝儀表常數(shù)（1/m3）。

N＝脈沖個(gè)數(shù) 

Q＝體積流量（m3）

三.主要技術(shù)指標(biāo)                                                     表(一)

公稱通徑(mm)滿管式DN15-DN300   插入式DN200-DN1500（超過DN1500協(xié)議定貨）

公稱壓力(MPa)1.6MPa    2.5MPa    4.0APa   ≥4.0MPa的規(guī)格協(xié)議訂貨

介質(zhì)溫度(℃)-40℃～350℃

本體材料304，(其它材料協(xié)議供貨)

允許振動(dòng)加速度壓電式:≤0.2g      電容式:1.0～2.0g

精確度1.0級(jí)    1.5級(jí)    2.5級(jí)

范圍度1：6~1：15

供電電壓傳感器：+12V DC，+24V DC；變送器：+24V DC；電池供電型：3.6V電池

輸出信號(hào)頻率脈沖信號(hào)2-3000Hz，低電平≤1V  高電平≥5V  二線制4-20mA信號(hào)  防爆型負(fù)載≤300Ω  非防爆型負(fù)載≤500Ω

壓力損失系數(shù)符合JB/T9249標(biāo)準(zhǔn)　Cd≤2.4

防爆標(biāo)志本安型：Ex（ia）ⅡCT2-T5     隔爆型：ExdⅡBT2-CT5      

防護(hù)等級(jí)普通型IP65     潛水型 IP68

環(huán)境條件溫度（非防爆場(chǎng)所）-40℃～55℃  防爆場(chǎng)所-25℃-+55℃，相對(duì)濕度≤90%，大氣壓力86～106kPa

適用介質(zhì)氣體、液體、蒸汽（單相介質(zhì)或可以認(rèn)為是單相的介質(zhì)）

傳輸距離傳感器：最長(zhǎng)可達(dá)≤500m，兩線制變送器(4～20mA)：負(fù)載電阻≤750Ω

流速范圍液體0.35~7.0m/s  其他5.0~60.0m/s  蒸汽6.0~70.0m/s

阻力系數(shù)滿管式Cd≤2.6

儀表口徑的確定和安裝設(shè)計(jì)

第二部分: 儀表口徑的確定和安裝設(shè)計(jì)

儀表選型是儀表應(yīng)用中非常重用的工作,儀表選型的正確與否將直接影響到儀表是否能夠正常運(yùn)行.因此用戶和設(shè)計(jì)單位在選用威流產(chǎn)品時(shí),請(qǐng)仔細(xì)閱讀本節(jié)資料,認(rèn)真核對(duì)流體的工藝參數(shù)并隨時(shí)可與我公司的銷售或技術(shù)支持部門聯(lián)系，以確保選型正確。

一．適用流量范圍和儀表口徑的確定

儀表口徑的選擇，根據(jù)流量范圍來確定。不同口徑渦街流量?jī)x表的測(cè)量范圍是不一樣的。即使同一口徑流量表，用于不同介質(zhì)時(shí)，它的測(cè)量范圍也是不一樣的。實(shí)際可測(cè)的流量范圍需要通過計(jì)算確定。

(一)參比條件下空氣及水的流量范圍，見表（二），參比條件如下：

1．氣體：常溫常壓空氣，t=20℃，P=0.1MPa（絕壓），ρ=1.205 kg/m3，υ=15×10-6 m2/s。

2．液體：常溫水，t=20℃，ρ=998.2kg/m3，υ=1.006×10-6m2/s。

（二）確定流量范圍和儀表口徑的基本步驟：

1． 明確以下工作參數(shù)。

（1）被測(cè)介質(zhì)的名稱、組份

（2）工作狀態(tài)的最小、常用、最大流量

（3）介質(zhì)的最低、常用、最高壓力和溫度

（4）工作狀態(tài)下介質(zhì)的粘度

2． 渦街流量?jī)x表測(cè)量的是介質(zhì)的工作狀態(tài)體積流量，因此應(yīng)先根據(jù)工藝參數(shù)求出介質(zhì)的工作狀態(tài)體積流量,相關(guān)公式如下：

（1）已知?dú)怏w標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積流量，可通過以下公

       式求出工況體積流量

                                 公式（3）

 (2)已知?dú)怏w標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度ρ，可通過以下公

    式求出工況密度

                                 公式（4）

（3）已知質(zhì)量流量Qm換算為體積流量Qv

Qv=Qm*103/ρ                  公式（5）

式中：

Qv： 介質(zhì)在工況狀態(tài)下的體積流量(m3/h)

Qo： 介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量(Nm3/h)

Qm：質(zhì)量流量 (t/h)

ρ： 介質(zhì)在工況狀態(tài)下的密度(kg/m3)

ρo： 介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度(kg/m3)，常用氣體介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度，見表（三）

P： 工況狀態(tài)表壓(MPa)

t： 工況狀態(tài)溫度(℃)

3．儀表下限流量的確定。渦街流量?jī)x表的上限適用流量一般可不計(jì)算，渦街流量?jī)x表口徑的選擇主要是對(duì)流量下限的計(jì)算。下限流量的計(jì)算應(yīng)該滿足兩個(gè)條件：最小雷諾數(shù)不應(yīng)低于界限雷諾數(shù)（Re=2×104）；對(duì)于應(yīng)力式渦街流量?jī)x表在下限流量時(shí)產(chǎn)生的旋渦強(qiáng)度應(yīng)大于傳感器旋渦強(qiáng)度的允許值（旋渦強(qiáng)度與升力ρv2  成比例關(guān)系）。這些條件可表示如下：

由密度決定的工況可測(cè)下限流量：

由運(yùn)動(dòng)粘度決定的線性下限流量：

Qυ=Q0×υ/υ0                       公式（7）

式中：

Qρ：滿足旋渦強(qiáng)度要求的最小體積流量(m3/h)

ρ0:參比條件下介質(zhì)的密度 

Qυ:滿足最小雷諾數(shù)要求的最小線性體積流量(m3/h) 

ρ:被測(cè)介質(zhì)工況密度（kg/m3）

Q0: 參比條件下儀表的最小體積流量

(m3/h)      

υ:工作狀態(tài)下介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)粘度(m2/s)

υo:參比條件下介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)粘度(m2/s)

通過公式（6）、（7）計(jì)算出Qρ和Qν。比較Qρ和Qν，確定流量?jī)x表可測(cè)下限流量和線性下限流量：

     Qυ≥Qρ：可測(cè)流量范圍為Qρ～Qmax  , 線性流量范圍為Qυ～Qmax

Qυ<Qρ：可測(cè)流量范圍和線性流量范圍為

Qρ～Qmax  

Qmax：渦街流量?jī)x表的上限體積流量(m3/h)

4．儀表上限流量以表(二)中的上限流量為準(zhǔn).氣體的上限流速應(yīng)該小于70m/s,液體的上限流速應(yīng)該小于7m/s

儀表口徑的確定和安裝設(shè)計(jì)

5．當(dāng)用戶測(cè)量的介質(zhì)為蒸汽時(shí)，常采用的計(jì)量單位是質(zhì)量流量，即：t/h或Kg/h。由于蒸汽（過熱蒸汽和飽和蒸汽）在不同溫度和壓力下的密度是不同的，因此蒸汽流量范圍的確定可由公式(8)進(jìn)行計(jì)算得出

                                 公式（8）

式中：

ρ： 蒸汽的密度（kg/m3） 

ρ0：1.205kg/m3 

Q蒸汽 ：蒸汽質(zhì)量流量（t/h）

6．計(jì)算壓力損失，檢測(cè)壓力損失對(duì)工藝管線是否有影響，公式(單位：Pa)：

Δp= CdρV2/2               公式（9）

式中： 

ρ：工況介質(zhì)密度（kg/m3）V:平均流速（m/s）

7．被測(cè)介質(zhì)為液體時(shí),為防止氣化和氣蝕,應(yīng)使管道壓力符合以下要求: 

p≥2.7Δp+1.3p0       公式（10）

式中： 

Δp: 壓力損失（Pa）

p0：工作溫度下液體的飽和蒸汽壓（Pa絕壓）

Po:流體的蒸汽壓力  (Pa絕壓)

8．渦街流量計(jì)不適合測(cè)量高粘度液體。當(dāng)計(jì)算出的可測(cè)流量下限不滿足設(shè)計(jì)工藝要求時(shí)，應(yīng)該考慮選用其它類型流量計(jì)。

9．通過計(jì)算如果有兩種口徑都可滿足要求，為了提高測(cè)量效果、降低造價(jià)，應(yīng)選用口徑較小的表。應(yīng)該注意的是，盡可能使常用量處在流量范圍上限的1/2～2/3

     Δp:壓力損失（Pa）  Cd：壓力損失系數(shù)

（-）安裝環(huán)境要求：

1．盡可能避開強(qiáng)電設(shè)備、高頻設(shè)備、強(qiáng)開關(guān)電源設(shè)備。儀表的供電電源盡可能與這些設(shè)備分離。

2．避開高溫?zé)嵩春洼椛湓吹闹苯佑绊�。若必須安裝，須有隔熱通風(fēng)措施。

3．避開高濕環(huán)境和強(qiáng)腐蝕氣體環(huán)境。若必須安裝，須有通風(fēng)措施。

4．渦街流量?jī)x表應(yīng)盡量避免安裝在振動(dòng)較強(qiáng)的管道上。若必須安裝，須在其上下游2D處加設(shè)管道緊固裝置，并加防振墊，加強(qiáng)抗振效果。

5．儀表最好安裝在室內(nèi)，安裝在室外應(yīng)注意防水，特別注意在電氣接口處應(yīng)將電纜線彎成U形，避免水順著電纜線進(jìn)入放大器殼內(nèi)。

6．儀表安裝點(diǎn)周圍應(yīng)該留有較充裕的空間，以便安裝接線和定期維護(hù)。