涡街流量计

　　【产品介绍】

　　系列涡街流量计主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸气等多种介质。其特点是压力损失小,量程范围大,精度高,在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件，因此可靠性高,维护量小。仪表参数能长期稳定。涡街流量计采用压电应力式传感器,可靠性高,可在-40℃～ 200℃的工作温度范围内工作。有模拟标准信号,也有数字脉冲信号输出,容易与计算机等数字系统套使用,是一种比较先进、理想的流量仪表。

　　【工作原理】

　　在流体中设置三角柱型旋涡发生体，则从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡称为卡门旋涡，如右图所示，旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。

　　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 (4)

　　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绝对压力，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。

　　FB-LUGB系列涡街流量计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。

　　为提高涡街流量计的耐高温及抗振动性能，我公司新近开发出了JTLU改进型涡街流量传感器，因其独特的结构和选材使该传感器可在高温（350℃）、强振动（≤1g）的恶劣工况下使用。

　　在实际应用中，往往最大流量远低于仪表的上限值，随着负荷的变化，最小流量又往往会低于仪表的下限值，仪表并非工作在它的最佳工作段，为了解决这一问题，通常采用在测量处缩径提高测量处的流速，并选用较小口径的仪表以利于仪表的测量，但是这种变径方式必须在变径管与仪表间有长度为15D以上的直管段进行整流，使加工、安装都不方便。我公司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高新技术，采用锂电池供电可不间断运行一年以上，节省了电缆和显示仪表的采购安装费用，可就地显示瞬时流量、累积流量等。温度补偿一体型涡街流量计还带有温度传感器，可以直接测量出饱和蒸汽的温度并计算出压力，从而显示饱和蒸汽的质量流量。温压补偿一体型带有温度、压力传感器，用于气体流量测量可直接测量出气体介质的温度和压力，从而显示气体的标况体积流量。

　　【产品特性】

　　★ 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

　　在测量污水、浆液等介质时，管道内壁和电极表面容易发生结垢和产生附着物。当结垢物质的电导率和被测介质的电导率不同时，就会带来测量误差。污、油污对电极的附着，也会使仪表输出发生摆动和漂移。因此，在一些情况下需要对电极进行维护处理。女如说，清洗电极和更换电极。

　　电极清洗常用的方法有以下几种：

　　1.电化学方法

　　金属电极在电解质流体中存在电化学现象。根据电化学原理，电极与流体存在界面电场，电极与流体的界面电场是电极／流体相间存在的双电层所引起的。对于电极与流体界面电场的研究发现物质的分子、原子或离子在界面具有富集或乏的吸附现象，而且发现大多数无机阴离子是表面活性物质，具有典型的离子吸附规律，而无机阳离子的表面活性很小，因此电化学清洗电极仅考虑阴离子吸附的情況。阴离子的吸附与电极电位有密切关系，吸附主要发生在比零电荷电位更正的电位范目，即带异号电荷的电报表面。

　　在同号电荷的电极表面上，当剩余电荷密度稍大时，静电斥力大于吸附作用力，阴离子很快就脱附了，这就是电化学清洗的原理。有些公司通过把两个正向二极管的压降加在信号回路上，然后以共模的形式将负的约1．2．1．4V的电压加到两电极。因为在两电极上所加的电压是负的直流共模电压，不会造成放大器饱和。直流共模电压叠加在微小的交变流量信号上，由电容将直流隔离，并由前置放大器将共模电压抑制直流共模电压不会影响到流量的测量。加在电极上的直流负电压，形成负的电场能推斥附着在电极上的物质，达到清洗电极的日的。这种方法在交流励磁中能有效地、自动地、连续地进行电极消洗。但对于低顽矩形波励磁，由于极化电压幅度较高，作用不一定很好，所以近来很少见到。