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。
涡街流量计是根据卡门(Karman)涡街原理测量气体、蒸汽或液体的体积流量、标况的体积流量或质量流量的体积流量计。并可作为流量变送器应用于自动化控制系统中。
涡街流量计是应用流体振荡原理来测量流量的,流体在管道中经过涡街流量变送器时,在三角柱的旋涡发生体后上下交替产生正比于流速的两列旋涡,旋涡的释放频率与流过旋涡发生体的流体平均速度及旋涡发生体特征宽度有关,可用下式表示:
f=Stv/d
式中:f为旋涡的释放频率,Hz;v为流过旋涡发生体的流体平均速度,m/s;d为旋涡发生体特征宽度,m;St为斯特罗哈数,无量纲,它的数值范围为0.14-0.27。
St是雷诺数的函数,St=f(l/Re)。
当雷诺数Re在102~105范围内,St值约为0.2,因此,在测量中,要尽量满足流体的雷诺数在102~105,旋涡频率f=0.2v/d。
由此可知,通过测量旋涡频率就可以计算出流过旋涡发生体的流体平均速度v,再由式q=vA可以求出流量q,其中A为流体流过旋涡发生体的截面积。涡街流量计
对外部环境的要求涡街流量计避免安装在温度变化很大的场所和收到设备热辐射,若必须安装时,须有隔热通风的措施。
传感器避免安装在含有腐蚀性气体的环境中,若必须安装时,须有通风措施。
传感器较好安装在室内,必须安装在室外时,须有防潮和措施,注意水是否会顺着电缆线流入放大器盒内,接线时,在电气接口外部将电缆线弯成U型。
安装传感器的周围须有充裕的空间,应有照明灯和电源插座,以便安装接线和定期维护。
传感器的接线位置要远离电噪声,如大功率变压器、电动机和电源等。
传感器安装点附近不能有无线电收发机存在,否则高频噪声会干扰传感器的正常使用。
1、表体中同时集成温压补偿补偿功能,可测量流体的标准体积流量或标准质量流量。
2、 全智能化、数字化电路设计,可自动补偿被测流体密度或标况体积计算。
3、 全新的数字滤波和修正功能使流量测量更加精准可靠。
4、 电池供电型*外接电源既可连续工作两年以上。
5、 全新点阵汉字液晶显示,使用操作更方便。
涡街流量计常见故障九、 一台DN50涡街流量计,从说明书查到,其液体用流量范围是3-50m3/h。我们在油流标准装置上标定的结果是10-50 m3/h符合精度要求,但10m3/h以下精度不合格,应如何评价此台流量计?
涡街流量汁说明书中,标明的流量范围是使用于特定参考介质的流量范围,如液体—般指常温水。用于其他介质时,可用流量范围将随介质的粘度和密度不同而异。由于油流量标准装置采用粘度比水大,密度比水小的柴油做标定介质,流量计的下限—般都会相应提高,使可用流量范围变窄。所以,涡街流量计在油流量标定装置上标定出现小流量性能变差是正常的。由此我们不难推断,如果用(这种低粘度介质)标定涡街流量汁,将会得到比水好的相反结果。
流量计组合
1、涡街流量计的测量范围较大,一般10∶1,但测量下限受许多因素限制:Re>10000是涡街流量计工作的较基本条件,除此之外,它还受旋涡产生响应信号,旋涡频率f也小,还会使信号处理发生困难。测量上限则传感器的频率响应和电路的频率限制,因此设计时一定要对流速范围进行计算、核算,根据流体的流速进行选择。使用现场环境条件复杂,选型时除注意环境温度、湿度、气氛等条件外,还要考虑电磁干扰。
2、振动也是该类仪表的一大劲敌。因此在使用时应注意避免机械振动,尤其是管道的横向振动(垂直于管道轴线又垂直旋涡发生体轴线的振动),这种影响在流量计结构设计上是无法抑制和的。由于涡街信号对流场影响同样敏感,故直管段长度不能保证稳定涡街所必要的流动条件时,是不宜选用的。即使是抗振性较强的电容式、超声波式,保证流体为充分发展的单向流,也是不可忽略的。
3、介质温度对涡街流量计的使用性能也有很大的影响。如压力应力式涡街流量计不能长期使用在300°C状态,因其绝缘阻抗会由常温下的10-100MΩ急降至1-101Ω,输出信号也变小,导致测量特性恶化。在测量系统中,传感器与转换器宜采用分离安装方式,以免长期高温影响仪表可靠性和使用寿命。涡街流量计是一种比较新型的流量计,处于发展阶段,还不很成熟,如果选择不当,性能也不能很好发挥。只有经过合理选型、正确安装后,还需要在使用过程中认真定期维护,不断积累经验,提高对系统故障的预见性以及判断、处理问题的能力,从而达到令人满意的效果。
(1)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,一般插入式涡街流量计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。
(2)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,由于明通公司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。
(3)显示仪表选择
显示仪表智能流量显示仪,具有稳压补偿、瞬时显示和累积流量积算功能。