涡街流量计

 

一、概述

北京力诺T712系列涡街流量计是根据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。该仪表采用先进的差动技术，配合隔离、屏蔽、滤波等措施，克服了同类产品抗振性差、小信号数据紊乱等问题，并采用了独特的传感器封装技术和防护措施，保证了产品的可靠性。产品有普通型和温压补偿型两种型式，普通型测量单一流量信号；温压补偿型可同时实现温度、压力、流量的测量。每种型式都有整体、分体结构，以适应不同的安装环境。

二、工作原理

涡街流量计是由旋涡发生体、检测探头及相应的电子线路等组成。当流体流经旋涡发生体时，它的两侧就形成了交替变化的两排旋涡，这种旋涡被称为卡门涡街。斯特罗哈在卡门涡街理论的基础上又提出了卡门涡街的频率与流体的流速成正比，并给出了频率与流速的关系式：

f = St × V/d

式中:    f:涡街发生频率 (Hz)                           V:旋涡发生体两侧的平均流速(m/s)

  St:斯特罗哈尔系数（一定雷诺数范围内为常数）    d:旋涡发生体迎流面宽度（m）

 

图2 涡街流量计工作原理示意图

这些交替变化的旋涡就形成了一系列交替变化的流体升力，该升力作用在基于压电效应的检测探头上，便产生一系列交变电荷信号，经过前置放大器转换、整形、放大处理后，输出与旋涡脱落频率相同且与流速成正比的脉冲信号。

三、仪表特点与用途

无可动部件，长期稳定，结构简单便于安装和维护;

传感器输出脉冲信号，其频率与被测流体的实际流量成线性，零点无漂移，性能稳定，有管道式、插入式等形式;

精确度较高，通常液体的测量精度为±1.0%，气体的测量精度为1.5%；

测量量程范围宽，在雷诺数为2×104-7×106范围内，可达1:20；

压损小（约为孔板流量计的1/4-1/2），属于节能流量仪表；

安装方式灵活，根据现场工艺管道不同，可以水平、垂直和不同角度倾斜安装；

采用消扰电路和抗振动传感头，具有一定抗环境振动性能；

采用超低功耗微处理器技术，1节3.6V10AH锂电池可使用5年以上；

由软件对仪表系数非线性进行修正，提高测量精度;

压力损失小，量程范围宽;

采用EEPROM对累积流量进行掉电保护，保护时间大于10年；

本仪表可广泛用于大、中、小型各种管道给排水、工业循环、污水处理，油类及化学试剂以及压缩空气、饱和及过热蒸汽、

天然气及各种介质流量的计量。

四、通用参数

基本参数

 

五、测量范围及耐压等级

基本参数

一般液体和气体适用流量范围 表5.1口径-流量-流速对照表

 

注：1、已知标准状态下的体积流量换算成工况下的体积流量

一般气体的计量单位常用标准状态体积计量单位，即标准立方米/小时（Nm³/h），简称“标方”。按以下公式先将标准状态体积流

量换算成工况状态体积流量，即立方米/小时（m³/h），然后再与表4.3.1适用流量范围进行比较。

 

式中：     —被测介质标况下的体积流量（m3/h）

           —被测介质工况下的体积流量（Nm3/h,20℃,0.1012MPa绝对压力下）         

           —被测介质工况状态下的介质压力，表压（MPa）

           —当地大气压（MPa）                               

           —标准大气压（0.101325MPa）     

           —介质的绝对温度（273.15+t）k

           —被测介质工况状态下的介质温度（℃）

           —标准状态下的绝对温度（293.15k）

2、对于饱和蒸汽，可按表5.2、5.3所给质量流量的范围对照选取。

   

(单位：kg/h)

      

3、对于过热蒸汽，则应先对照过热蒸汽表（表5.4、5.5）查出其相应温度及压力(取绝对压力：表压+1)下的密度值，然后根据给定的质量流量通过下式计算出对应的体积流量，再与表5.1相应口径蒸汽流量对照选型。

        式中：            G：质量流量

                         ρ：介质密度  

4、压力损失的计算

计算压力损失是否对工艺管线有影响，由下式计算：

△P=1.2  V2(Pa)

式中：    △P：压力损失(Pa)   ρ：介质密度（Kg/m3）    V：管内平均流速(m/s)

 

5、被测介质为液体时，为防止气化和气蚀，应使传感器的液体压力符合下式要求：

P≥2.6P + 1.25P1（Pa绝对压力）

式中：    P：压力损失值（Pa）   P1 ：流体的蒸汽压（Pa绝对压力）

 

 

 

七、选型表

 

 

八、电气连接

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

九、安装及注意事项

 

 

流量计的安装方式

 

 

流量计的安装

按开口尺寸的要求在管道上开口，且使开口的位置满足直管段的要求。

 

将连接上法兰的整套流量计放入开好口的管道中。

 

对法兰与管道进行点焊定位。

 

将流量计取下，把法兰按要求焊好，并清理管道内的所有突出部分

在法兰的内槽内装上与管道通径相同的密封垫圈，将流量计装入法兰中，流量计的流向标应与流体方向相同，

然后与螺栓紧固。

 

如果被测介质需要进行温度压力补偿时（如蒸汽、压缩空气，则需要加装温度传感器和压力变送器。

 

温度传感器应安装在流量计下游4-8D处（如图5.3所示）在选好的位置上开一个25mm圆孔，把铂电阻底座垂直或倾斜焊在开好的圆孔上，把铂电阻装在底座上并确保密封可靠无泄露。

 

压力变送器应安装在流量计下游3-8D处（如图5.3所示）开孔的位置应使弯管装好后垂直地面。在选好的位置上开一个20mm圆孔把弯管的一头垂直焊在开好的圆孔上把配套阀门拧在弯管的另一头上阀门的上端装上压力变送器，阀门的两端应密封可靠确保无泄露。如果测量高温介质应提前把弯管灌上水，防止因温度过高损伤压力变送器。

 

流量计最好安装在室内，若须安装在室外时，应有避免直射阳光和防止雨淋的措施。

流量计应避免安装在有强磁场干扰，空间小和维修不方便的场合。

流量计应避免安装在温度较高、受设备热辐射或含有腐蚀性气体的场合，若须安装时，须有隔热通风措施。

流量计应避免安装在有机械振动的管道上，若须安装时，必须采取减震措施，可加装软管过渡，或在流量计上下游2DN处加装管道固定支撑点并加防震垫。

法兰与管道点焊定位后应卸下流量计，不能带着流量计焊接。

涡街流量计可以测量液体、气体和蒸汽，但不同介质之间不通用；同种介质又分为低温、高温和特高温三种规格，不同温度之间也不通用。

当测量液体时必须保证管道内充满液体，因此介质流向应是自下而上的。

流量计可以在沿管道轴线垂直方向上360度任意安装最佳安装方式低温介质表杆垂直地面安装高温介质表杆平行地面安装。

流量计应尽量避免安装在架空较长的管道上，由于管道的下垂容易造成流量计与法兰间的密封泄漏。若必须安装时，须在流量计的上下游2D处分别设置管道支撑点。

在测量蒸汽的管道中，为了防止转换器温度过高，仪表连接杆至少一半不要保温（如图5.4所示。

为了方便观察和接线，流量计的表头在原有的位置上可进行360度旋转在调整好位置后,把锁紧螺母拧紧即可。为了防止水汽从锁紧螺母处进入壳体，必要时须用防水胶带把锁紧螺母缠绕密封好。

连接流量计的屏蔽电缆走向，应远离有强电磁场干扰的场合，绝对不允许与高压电缆一起敷设。屏蔽线应尽量缩短，且不得盘卷，以减少分布电感，最大长度不超过500米。

接线时先拧开表壳后盖，将信号线从防水接头送入。按照接线图示正确接线。将防水接头拧紧，并保证线缆在进入防水接头之前必须向下压弯，以确保水不会顺着线缆进入壳体内（如图5.5示）

 

 

5.3.2对直管段要求

为了保证准确的测量，流量计的上游必须有足够长的直管段，上游流动分布尽可能不受干扰，如果有控制和节流   装置最好装在下游。直管段长度用管道内径DN的倍数来表示，上下游最小的直管段要求如下：上游：10DN(10倍口径)下游：5DN  （5倍口径）

如果流量计的上游有弯头、缩径、扩径、阀门等情形，则需要更长的直管段，具体情况，如表9.4所示。     

  

                   

注：对配管的要求：流量计安装点的上下游配管的内径应与流量计的内径相同，其应满足下式的要求：

                                    0.98D ≤ DN ≤1.05D

    式中：D 流量计的内径            DN 配管内径

    配管应与流量计同心,同轴偏差应不大于0.05 DN。