智能渦街流量計(jì)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)生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱(chēng)為卡門(mén)旋渦，如右圖所示，旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對(duì)稱(chēng)地排列。
設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測(cè)介質(zhì)平均流速為 ，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，即可得到以下關(guān)系式：
f=SrU1/d=SrU/md (1)
式中 U1--旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速，m/s；
Sr--斯特勞哈爾數(shù)；
m--旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比
管道內(nèi)體積流量qv為
qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr (2)
K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 (3)
式中 K--流量計(jì)的儀表系數(shù)，脈沖數(shù)/m3（P/m3）。
K除與旋渦發(fā)生體、管道的幾何尺寸有關(guān)外，還與斯特勞哈爾數(shù)有關(guān)。斯特勞哈爾數(shù)為無(wú)量綱參數(shù)，它與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數(shù)有關(guān)，圖2所示為圓柱狀旋渦發(fā)生體的斯特勞哈爾數(shù)與管道雷諾數(shù)的關(guān)系圖。由圖可見(jiàn)，在ReD=2×104～7×106范圍內(nèi)，Sr可視為常數(shù)，這是儀表正常工作范圍。當(dāng)測(cè)量氣體流量時(shí)，VSF的流量計(jì)算式為
(4)
圖2 斯特勞哈爾數(shù)與雷諾數(shù)關(guān)系曲線(xiàn)
式中 qVn，qV--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（0oC或20oC，101.325kPa）和工況下的體積流量，m3/h；
Pn，P--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的壓力，Pa；
Tn，T--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下的熱力學(xué)溫度，K；
Zn，Z--分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和工況下氣體壓縮系數(shù)。
由上式可見(jiàn)，VSF輸出的脈沖頻率信號(hào)不受流體物性和組分變化的影響，即儀表系數(shù)在一定雷諾數(shù)范圍內(nèi)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān)。但是作為流量計(jì)在物料平衡及能源計(jì)量中需檢測(cè)質(zhì)量流量，這時(shí)流量計(jì)的輸出信號(hào)應(yīng)同時(shí)監(jiān)測(cè)體積流量和流體密度，流體物性和組分對(duì)流量計(jì)量還是有直接影響的。
渦街流量計(jì)便是依據(jù)卡門(mén)旋渦原理進(jìn)行封閉管道流體流量測(cè)量的新型流量計(jì)。因其具有良好的介質(zhì)適應(yīng)能力，無(wú)需溫度壓力補(bǔ)償即可直接測(cè)量蒸汽、空氣、氣體、水、液體的工況體積流量，配備溫度、壓力傳感器可測(cè)量標(biāo)況體積流量和質(zhì)量流量，是節(jié)流式流量計(jì)的理想替代產(chǎn)品。
為提高渦街流量計(jì)的耐高溫及抗振動(dòng)性能，我公司新近開(kāi)發(fā)出了WJLU改進(jìn)型渦街流量傳感器，因其*的結(jié)構(gòu)和選材使該傳感器可在高溫（350℃）、強(qiáng)振動(dòng)（≤1g）的惡劣工況下使用。
在實(shí)際應(yīng)用中，往往流量遠(yuǎn)低于儀表的上限值，隨著負(fù)荷的變化，最小流量又往往會(huì)低于儀表的下限值，儀表并非工作在它的工作段，為了解決這一問(wèn)題，通常采用在測(cè)量處縮徑提高測(cè)量處的流速，并選用較小口徑的儀表以利于儀表的測(cè)量，但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長(zhǎng)度為15D以上的直管段進(jìn)行整流，使加工、安裝都不方便。我公司研制的縱斷面形狀為圓弧的LGZ變徑整流器，具有整流、提高流速及改變流速分布多重作用，其結(jié)構(gòu)尺寸小，僅為工藝管內(nèi)徑的1/3，與渦街流量計(jì)作成一體，不僅不需要另外附加一段直管段，還可以降低對(duì)工藝管直管段的要求，安裝非常方便。
為了使用方便，電池供電的本地顯示型渦街流量計(jì)采用微功耗*，采用鋰電池供電可不間斷運(yùn)行一年以上，節(jié)省了電纜和顯示儀表的采購(gòu)安裝費(fèi)用，可就地顯示瞬時(shí)流量、累積流量等。溫度補(bǔ)償一體型渦街流量計(jì)還帶有溫度傳感器，可以直接測(cè)量出飽和蒸汽的溫度并計(jì)算出壓力，從而顯示飽和蒸汽的質(zhì)量流量。溫壓補(bǔ)償一體型帶有溫度、壓力傳感器，用于氣體流量測(cè)量可直接測(cè)量出氣體介質(zhì)的溫度和壓力，從而顯示氣體的標(biāo)況體積流量。
◆測(cè)量介質(zhì)：氣體、液體、蒸氣
◆口徑規(guī)格法蘭卡裝式口徑選擇25,32,50,80,100
◆法蘭連接式口徑選擇100,150,200
◆流量測(cè)量范圍正常測(cè)量流速范圍?雷諾數(shù)1.5×104～4×106；氣體5～50m/s;液體0.5～7m/s
正常測(cè)量流量范圍液體、氣體流量測(cè)量范圍見(jiàn)表2；蒸氣流量范圍見(jiàn)表3
◆測(cè)量精度1.0級(jí)，1.5級(jí)
◆被測(cè)介質(zhì)溫度:常溫–25℃～100℃
◆高溫–25℃～150℃ -25℃～250℃
◆輸出信號(hào)脈沖電壓輸出信號(hào)高電平8～10V 低電平0.7～1.3V
◆脈沖占空比約50%,傳輸距離為100m
◆脈沖電流遠(yuǎn)傳信號(hào)4～20 mA,傳輸距離為1000m
◆儀表使用環(huán)境溫度:-25℃～+55℃ 濕度:5～90% RH50℃
◆材質(zhì)不銹鋼, 鋁合金
◆電源DC24V或鋰電池3.6V
◆防爆等級(jí)本安型iaIIbT3-T6
防護(hù)等級(jí)IP65
智能渦街流量計(jì)產(chǎn)品選型
代號(hào) | 通徑 | 流量范圍m3/h |
WJ-LU-25 | DN25 | 1~10(液體) | 8.8~55 (氣體) | 9~80(蒸汽) | 蒸汽流量請(qǐng)查看說(shuō)明書(shū)，DN300以上推薦使用 插入式渦街流量計(jì) |
WJ-LU-32 | DN32 | 1.5~18(液體) | 15~140 (氣體) | 15~130(蒸汽) |
WJ-LU-40 | DN40 | 2.2~27(液體) | 20~160 (氣體) | 20~200(蒸汽) |
WJ-LU-50 | DN50 | 4~55(液體) | 25~205 (氣體) | 32~320(蒸汽) |
WJ-LU-65 | DN65 | 6~80(液體) | 35~350 (氣體) | 54~540(蒸汽) |
WJ-LU-80 | DN80 | 9~135(液體) | 70~700(氣體) | 82~820(蒸汽) |
WJ-LU-100 | DN100 | 14~200(液體) | 130~1300 (氣體) | 128~1280(蒸汽) |
WJ-LU-125 | DN125 | 26~260(液體) | 220~2200 (氣體) | 200~2000(蒸汽) |
WJ-LU-150 | DN150 | 32~480(液體) | 350~3500 (氣體) | 290~2900(蒸汽) |
WJ-LU-200 | DN200 | 56~800(液體) | 550~5500 (氣體) | 590~5100(蒸汽) |
WJ-LU-250 | DN250 | 100~1000 (液體) | 850~8500 (氣體) | 930~8000(蒸汽) |
WJ-LU-300 | DN300 | 150~1500(液體) | 1350~13500 (氣體) | 1330~11440(蒸汽) |
| 代號(hào) | 功能1 |
N | 無(wú)溫壓補(bǔ)償 |
Y | 有溫壓補(bǔ)償 |
| 代號(hào) | 輸出型號(hào) |
F1 | 4-20mA輸出(二線(xiàn)制) |
F2 | 4-20mA輸出(三線(xiàn)制) |
F3 | RS485通訊接口 |
| 符號(hào) | 被測(cè)介質(zhì) |
J1 | 液體 |
J2 | 氣體 |
J3 | 蒸汽 |
| 代號(hào) | 連接方式 |
L1 | 法蘭卡裝式 |
L2 | 法蘭連接式 |
| 代號(hào) | 功能2 |
E1 | 1.0級(jí) |
E2 | 1.5級(jí) |
T1 | 常溫 |
T2 | 高溫 |
T3 | 蒸汽 |
P1 | 1.6MPa |
P2 | 2.5MPa |
P3 | 4.0MPa |
D1 | 內(nèi)部3.6V供電 |
D2 | DC24V供電 |
B1 | 不銹鋼 |
B2 | 碳鋼 |
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