渦街流量計
更新時間2025-09-29
所屬分類電磁/渦輪/渦街/熱式
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一、工作原理
在流體中設(shè)置三角柱型旋渦發(fā)生體，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，這種旋渦稱為卡門渦街。
旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測介質(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=St.V/〔（1-1.25d/D）d〕
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)
V－流體的平均流速
d－柱體流面寬度
D-管道內(nèi)徑
在漩渦發(fā)生體中裝入電容檢測探頭或壓電檢測探頭及相應(yīng)匹配電路，即可構(gòu)成電容檢測式渦街流量/傳感器或壓電檢測式渦街流量傳感器。
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量范圍度。只要檢測出頻率f就可以求得管內(nèi)流體的流速，由流速V求出體積流量。
Q＝3600f/K或M=ρ3600 f/K
式中：K＝儀表常數(shù)（1/m³）。
M=質(zhì)量流量
Q＝體積流量（m³/h）
ρ=介質(zhì)密度（kg/m³）
F=頻率Hz
二、主要技術(shù)指標(biāo)
表(一)
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測量介質(zhì) |
液體、氣體、蒸汽（單相介質(zhì)或可以認(rèn)為是單相的介質(zhì)） |
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飽和蒸汽在干度≥85%時，可以認(rèn)為是單相介質(zhì) |
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介質(zhì)溫度(℃) |
-40～+250； 250～450（電容式，協(xié)議訂貨） |
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介質(zhì)壓力 |
1.6Mpa 2.5Mpa 4.0Mpa ≥4.0Mpa的規(guī)格協(xié)議訂貨 |
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允許振動加速度 |
電容式傳感器:1.0～2.0g 壓電式傳感器：≤0.2g |
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不確定度 |
1.0級 1.5級 2.5級 |
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量程比 |
8:1 10:1 15:1 |
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流量范圍 |
液體：0.35~7.0m/s 氣體：2.0~60.0m/s 蒸汽：6.0~70.0m/s |
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規(guī) 格 |
滿管式 |
法蘭卡裝式規(guī)格為DN15-DN300 |
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插入式 |
DN200-DN1500（超過DN1500可特殊訂貨） |
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材 質(zhì) |
304，其他材質(zhì)協(xié)議訂貨 |
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雷 諾 數(shù) |
正常2×10³~7*10 擴展1*10~7*10 |
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阻力系數(shù) |
滿管式Cd≤2.6 |
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防護(hù)等級 |
普通型：IP65 潛水型：IP68 |
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防爆等級 |
本質(zhì)安全型：EX（ia）ⅡCT2-T5 隔爆型：ExdⅡBT2-T5 |
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環(huán)境條件 |
環(huán)境溫度 |
-40℃~+55℃（非防爆場所） -25℃~+55℃（防爆場所） |
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相對濕度 |
≤90% |
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大氣壓力 |
86~106kPa |
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供電電源 |
脈沖型12VDC～ +24VDC 電流型 12VDC～+24VDC 4-20mA 電池供電3.6V |
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輸出信號 |
頻率脈沖信號2~3000Hz 低電平≤1V 高電平≥5V |
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二線制4-20mA信號 防爆型負(fù)載≤300Ω 非防爆型負(fù)載≤500Ω |
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- 傳感器的選型
3.1．尊敬的用戶，當(dāng)您要選用產(chǎn)品時，請仔細(xì)閱讀選型樣本，并做好以下工作：
1．認(rèn)真核對被測介質(zhì)的工況條件：溫度、壓力、管徑等工藝參數(shù)。
2．認(rèn)真核對被測介質(zhì)的使用流量范圍，特別是最小流量值以最終確定使用儀表的口徑及配管參數(shù)。
3．確定儀表的安裝地點，保證直管段，并為儀表的安裝維護(hù)創(chuàng)造好的環(huán)境條件。
3.2.選型要點與提示
為使流量計能在良好的性能下工作，選擇流量型號和規(guī)格時應(yīng)注意一下幾點：
- 流量計的選型盡可能不要使用流量工作在下限極限值，故流量計的口徑應(yīng)盡可能小，以獲得更大的流速和流量范圍。
- 流量計應(yīng)使用在介質(zhì)工作壓力和溫度范圍的技術(shù)參數(shù)內(nèi)。不要刻意選用高壓力等級和超高溫度的儀表，應(yīng)根據(jù)實際工作壓力和溫度選用儀表，后者價格要高些。
- 在爆炸危險場所，應(yīng)選用防爆型流量計。
- 渦街流量計的下限流量取決于介質(zhì)的工況密度和運動粘度，其上限流量一般不受介質(zhì)壓力和溫度的影響，因此確定流量范圍只要確定實際可用的下限流量即可。計算出下限流量后，查流量范圍表即可確定相應(yīng)口徑。
計算舉例：
計算DN200口徑過熱蒸汽1.8Mpa、溫度300℃時的流量范圍
（1）表中查出DN200流量范圍，560~6000m³/h。查表ρ=3.0239kg/m³。
Qmin=1.5·560·3.0239·10· 1.205/3.0239=1.947（t/h）
Qmax=1.5·6000·3.0239·10· 1.205/3.0239=11.454(t/h)
3.5.阻力損失計算
ΔΡ=Cd·ΡV²/2g=1.29ρV² （4.2式）
式中：ΔΡ：傳感器阻力損失（Pa）（1Kpa=102.156mmH20）
ρ：被測介質(zhì)的工況密度（kg/m³）
Cd：阻力系數(shù)（≤2.6）
V：管內(nèi)流體平均流速（m/s）
3.6.最小管道壓力計算
在測量液體（特別是高溫液體）時，當(dāng)管道內(nèi)壓力小、流速大時，往往會出現(xiàn)氣穴現(xiàn)象，因而影響正確的流量測量，避免產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象最小管道壓力由以下公式計算：
Ρ≥ΔΡ+1.3Ρo (4.3式)
式中：Ρ：最小管道壓力（MPa）
ΔΡ：壓力損失（MPa）
Ρo：該液體工作溫度對應(yīng)的飽和蒸汽壓力（MPa）
渦街流量傳感器工況流量范圍參考表
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儀表口徑 (mm) |
液體 |
氣體 |
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測量范圍 (m3/h) |
輸出頻率范圍 (Hz) |
測量范圍 (m3/h) |
輸出頻率范圍 (Hz) |
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15 |
0.8-6 |
118-590 |
4-28 |
400-2700 |
|
20 |
1.3-10 |
56-374 |
6-40 |
224-1500 |
|
25 |
2-16 |
41-330 |
8-50 |
185-1030 |
|
32 |
2-20 |
16-240 |
20-150 |
175-2000 |
|
40 |
2.5-25 |
12-120 |
25-180 |
120-870 |
|
50 |
3.5-40 |
9-105 |
35-300 |
92-735 |
|
65 |
7.5-70 |
9-83 |
50-500 |
59-588 |
|
80 |
12-130 |
7-80 |
80-800 |
50-493 |
|
100 |
18-160 |
6-49 |
120-1200 |
36-370 |
|
125 |
25-250 |
4-40 |
180-1800 |
30-300 |
|
150 |
50-400 |
4-38 |
320-2800 |
31-270 |
|
200 |
70-700 |
3-30 |
560-6000 |
22-240 |
|
250 |
120-1200 |
2.5-25 |
890-8000 |
18-170 |
|
300 |
200-2000 |
2.4-24 |
1360-12000 |
17-150 |
|
(300) |
200-1800 |
11-98 |
1560-15000 |
83-830 |
|
(400) |
350-3000 |
11-92 |
2750-27000 |
83-836 |
|
(500) |
500-4000 |
10-79 |
4300-43000 |
84-834 |
|
(600) |
700-5600 |
9.5-76 |
6200-61000 |
83-830 |
|
(800) |
900-7200 |
7-55 |
11000-110000 |
83-829 |
|
(1000) |
1300-12000 |
6.3-56 |
17000-170000 |
83-820 |
|
>(1000) |
協(xié)議 |
|
協(xié)議 |
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注：表中(300)～(1000)口徑為插入式