智能渦街流量計
- 發(fā)布時間：2023-06-10
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概述：
渦街流量計（也稱旋渦流量計）是用途極其廣泛的一種流量計量儀表，幾乎可以用在所有氣體、液體和蒸汽的流量計量、測量和控制。應(yīng)力式渦街流量計是速度式流量計的一種，它以卡門渦街理論為基礎(chǔ)，采用壓電晶體檢測流體通過管道內(nèi)三角柱時所產(chǎn)生的旋渦頻率，從而測量出流體的流量。渦街流量計廣泛應(yīng)用于石油、化工、輕工、動力供熱等行業(yè)。
渦街流量計具有以下特點：
ü 測量精度高，量程寬；
ü 介質(zhì)廣泛，可測量液體、氣體和蒸汽；
ü 工作溫度高，介質(zhì)溫度可達350℃；
ü 無運動部件，無磨損，可靠性高；
ü 表體采用不銹鋼材料，美觀、耐腐蝕。
測量原理：
當(dāng)管道中流體介質(zhì)通過旋渦發(fā)生體(三角柱)時，由于局部流速加速而產(chǎn)生旋渦現(xiàn)象，此旋渦分成兩列交替地出現(xiàn)，這種旋渦列被稱為卡門渦街。卡門渦街的釋放頻率與三角柱寬度尺寸和流體的流動速度有關(guān)，而與介質(zhì)的溫度、壓力等特性參數(shù)無關(guān)，可用下式表示：
f=StV/d （公式1）
式中：f—卡門渦街釋放頻率 V—介質(zhì)流速 St—斯特羅哈爾數(shù) d— 三角柱寬度
斯特羅哈爾數(shù)是渦街流量計的重要參數(shù)，它只與介質(zhì)的雷諾數(shù)Re有關(guān)。只要管道內(nèi)介質(zhì)的雷諾數(shù)保持在2×104至7×106范圍內(nèi)，斯特羅哈爾數(shù)St便保持為一個常數(shù)，這樣，便可以通過測量旋渦頻率檢測出流體的流速，再通過流速計算出流體的工況體積流量，結(jié)合介質(zhì)的密度即可準(zhǔn)確計算出介質(zhì)的質(zhì)量流量。
渦街流量計質(zhì)量流量的基本公式 ：
Qg = 3600fρ/K（公式2）
式中：Qg─質(zhì)量流量 f─脈沖頻率(Hz)
ρ─密度(kg/m3) K─儀表系數(shù)(脈沖個數(shù)/m3)
主要參數(shù)：
公稱通徑（mm）
15、20、25, 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150, 200, 250, 300,(300-1000插入式)
公稱壓力（MPa）
DN15-DN200 4.0(>4.0 協(xié)議供貨),DN250-DN3001.6(>1. 6 協(xié)議供貨)
介質(zhì)溫度（C）
壓電式：-40?150,-40?250,-40?350；電容式：-40—400（協(xié)議訂貨）
本體材料
lCrl8Ni9Ti,（其它材料協(xié)議供貨）
允許振動加速度
壓電式:0.2g 電容式：1.0~2. 0g
精確度
±1%R, ±1.5%R
范圍度
1： 8 ?1： 30
供電電壓
傳感器：DC +12V—DC +24V；變送器：DC +12V— DC+24V；3.6V電池供電型
通訊方式
RS48S, HART, GPRS
輸出信號
方波脈沖（不包括電池供電型）：高電平，5V,低電平W1V；電流：4?20mA
壓力損失系數(shù)
符合JB/T9249標(biāo)準(zhǔn)CdW2.4
防爆標(biāo)志
本安型：Exd Ilia CT2-T6隔爆型：Exd IICT2-T6
防護等級
普通型IP65潛水型IP68
環(huán)境條件
溫度-20℃?55℃，相對濕度5%?90%,大氣壓力86?106kPa
適用介質(zhì)
氣體、液體、蒸汽
傳輸距離
三線制脈沖輸出型：W300m,兩線制標(biāo)準(zhǔn)電流輸出型（4?20mA）1500m；負(fù)載電阻
W750Ω；RS485/HARTW 1200m.
渦街流量計選型指南：
一、根據(jù)測量介質(zhì)確定渦街流量計的配置和結(jié)構(gòu)形式
1.1、測量蒸汽、氣體優(yōu)選分體式帶溫度、壓力補償渦街流量計，具體的配置是：渦街流量傳感器、智能流量積算儀、壓力變送器、Pt-100鉑熱電阻及壁掛式儀表箱。這種配置計量準(zhǔn)確，測量蒸汽顯示的是補償后質(zhì)量流量，測量氣體顯示的是標(biāo)況和工況體積流量。（圖一）
1.2、測量蒸汽時，當(dāng)蒸汽溫度小于200℃、口徑不大于DN100也可以選用一體式溫壓補償渦街流量計，這時顯示的是補償后的質(zhì)量流量,當(dāng)蒸汽溫度大于200℃、口徑大于DN100不建議使用該類型儀表；測量氣體時，也可以選用一體式溫壓補償渦街流量計，這時顯示的是標(biāo)況和工況體積流量。一體式溫壓補償渦街流量計計量較為準(zhǔn)確， 但穩(wěn)定性和讀數(shù)方便性不如分體式。 （圖二）
1.3、測量蒸汽、氣體有時也選用一體不帶補償渦街流量計。測量蒸汽顯示的是未補償?shù)馁|(zhì)量流量，測量氣體顯示的工況體積流量。當(dāng)溫度和壓力比較穩(wěn)定時該類型儀表計量也大致準(zhǔn)確；當(dāng)實際溫度、壓力與用戶給定的參數(shù)有較大偏離時，測量的結(jié)果就會有較大的誤差。實際上蒸汽的溫度、壓力波動都比較大，所以測量蒸汽最好選用分體式帶溫壓補償渦街流量計，這樣計量準(zhǔn)確，便于讀數(shù)。
2、測量除鹽水、軟化水、純凈水、高溫水選用一體或分體不補償渦街流量計；
3、測量自來水、污水、酸堿液、電解液、空調(diào)循環(huán)水等優(yōu)選電磁流量計；
4、測量柴油、汽油、食用油選用橢圓齒輪流量計、腰輪流量計、渦輪流量計；
5、測量導(dǎo)熱油選用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計。
二、還要確定渦街流量計是否帶以下功能
1、需給PLC、DCS、積算儀、數(shù)顯表等提供輸入信號，則須帶4-20mA電流輸出；
2、需要采集溫度、壓力、流量流量計的數(shù)據(jù)，則須帶RS485/RS232通訊接口；
3、是否需要配備壁掛式儀表箱，以便于固定和保護智能積算儀；
4、是否需要配備后備電源，以能保證停電時整個測量系統(tǒng)能正常工作100小時以上；
5、是否需要遠程抄表，以實現(xiàn)對流量、溫度、壓力等參數(shù)實時監(jiān)測。
三、最后還要確定渦街流量計口徑-基于流量的口徑選型方法
1、渦街流量計公稱通徑不同，其測量范圍也不同，每一種通徑其測量范圍又隨著被測介質(zhì)的種類和溫度、壓力的變化而變化。
2、選渦街流量計口徑時不應(yīng)該按管道口徑直接選擇同口徑的流量計，而應(yīng)使實際瞬時流量與該口徑的流量范圍相匹配。
3、渦街流量計選擇合適的口徑是為了解決目前的計量，在流量合適的情況下兼顧到后期流量增大的情況；而不是相反，只考慮以后流量可能增大，而不顧現(xiàn)在有可能流量較小。
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