江蘇三豐儀表科技有限公司
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簡(jiǎn)要描述：渦街式流量計采用超低功耗處理芯片為核心的多功能一體化的新型智能儀表，是溫壓補償多功能一體化的新型智能儀表。內置溫度、壓力傳感器和智能流量積算儀，通過(guò)處理單元對實(shí)時(shí)采集的流量、溫度、壓力信號按照氣態(tài)方程進(jìn)行溫度壓力補償，自動(dòng)進(jìn)行壓縮因子修正，然后將標準狀態(tài)（1個(gè)大氣壓，20℃）下的體積流量直觀(guān)的顯示出來(lái)，亦可將流量信號遠傳輸出
渦街式流量計 
渦街式流量計主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。其特點(diǎn)是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數的影響。無(wú)可動(dòng)機械零件，因此可靠性高,維護量小。儀表參數能長(cháng)期穩定。渦街流量計采用壓電應力式傳感器,可靠性高,可在-20℃～+250℃的工作溫度范圍內工作。有模擬標準信號,也有數字脈沖信號輸出,容易與計算機等數字系統配套使用,是一種比較的流量?jì)x表。
渦街式流量計原理
在流體中設置三角柱型旋渦發(fā)生體，則從旋渦發(fā)生體兩側交替地產(chǎn)生有規則的旋渦，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)生體下游非對稱(chēng)地排列。
設旋渦的發(fā)生頻率為f，被測介質(zhì)平均流速為U1 ，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 ?。?）
式中 U1--旋渦發(fā)生體兩側平均流速，m/s；
Sr--斯特勞哈爾數；
m--旋渦發(fā)生體兩側弓形面積與管道橫截面面積之比
管道內體積流量qv為
qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr (2)
K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 (3)
式中 K--流量計的儀表系數，脈沖數/m3（P/m3）。
K除與旋渦發(fā)生體、管道的幾何尺寸有關(guān)外，還與斯特勞哈爾數有關(guān)。斯特勞哈爾數為無(wú)量綱參數，它與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數有關(guān)，圖2所示為圓柱狀旋渦發(fā)生體的斯特勞哈爾數與管道雷諾數的關(guān)系圖。由圖可見(jiàn)，在ReD=2×104～7×106范圍內，Sr可視為常數，這是儀表正常工作范圍。當測量氣體流量時(shí)，VSF的流量計算式為 (4)
式中 qVn，qV--分別為標準狀態(tài)下（0oC或20oC，101.325kPa）和工況下的體積流量，m3/h；
Pn，P--分別為標準狀態(tài)下和工況下的壓力，Pa；
Tn，T--分別為標準狀態(tài)下和工況下的熱力學(xué)溫度，K；
Zn，Z--分別為標準狀態(tài)下和工況下氣體壓縮系數。
由上式可見(jiàn)，VSF輸出的脈沖頻率信號不受流體物性和組分變化的影響，即儀表系數在一定雷諾數范圍內僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān)。但是作為流量計在物料平衡及能源計量中需檢測質(zhì)量流量，這時(shí)流量計的輸出信號應同時(shí)監測體積流量和流體密度，流體物性和組分對流量計量還是有直接影響的。
渦街式流量計是依據卡門(mén)旋渦原理進(jìn)行封閉管道流體流量測量的新型流量計。因其具有良好的介質(zhì)適應能力，無(wú)需溫度壓力補償即可直接測量蒸汽、空氣、氣體、水、液體的工況體積流量，配備溫度、壓力傳感器可測量標況體積流量和質(zhì)量流量，是節流式流量計的理想替代產(chǎn)品。
為提高渦街式流量計的耐高溫及抗振動(dòng)性能，改進(jìn)型渦街流量傳感器，因其的結構和選材使該傳感器可在高溫（350℃）、強振動(dòng)（≤1g）的惡劣工況下使用。
在實(shí)際應用中，往往流量遠低于儀表的上限值，隨著(zhù)負荷的變化，最小流量又往往會(huì )低于儀表的下限值，儀表并非工作在它工作段，為了解決這一問(wèn)題，通常采用在測量處縮徑提高測量處的流速，并選用較小口徑的儀表以利于儀表的測量，但是這種變徑方式必須在變徑管與儀表間有長(cháng)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，其結構尺寸小，僅為工藝管內徑的1/3，與渦街流量計作成一體，不僅不需要另外附加一段直管段，還可以降低對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采用微功耗，采用鋰電池供電可不間斷運行一年以上，節省了電纜和顯示儀表的采購安裝費用，可就地顯示瞬時(shí)流量、累積流量等。溫度補償一體型渦街流量計還帶有溫度傳感器，可以直接測量出飽和蒸汽的溫度并計算出壓力，從而顯示飽和蒸汽的質(zhì)量流量。溫壓補償一體型帶有溫度、壓力傳感器，用于氣體流量測量可直接測量出氣體介質(zhì)的溫度和壓力，從而顯示氣體的標況體積流量。
◆測量介質(zhì)： 氣體、液體、蒸氣
◆口徑規格 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
◆流量測量范圍 正常測量流速范圍 雷諾數1.5×104～4×106；氣體5～50m/s; 液體0.5～7m/s
正常測量流量范圍 液體、氣體流量測量范圍見(jiàn)表2； 蒸氣流量范圍見(jiàn)表3
◆測量精度 1.0級 1.5級
◆被測介質(zhì)溫度:常溫–25℃～100℃
◆高溫–25℃～150℃ -25℃～250℃
◆輸出信號 脈沖電壓輸出信號 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
◆脈沖電流遠傳信號 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 本安型iaIIbT3-T6
◆防護等級 IP65
渦街式流量計產(chǎn)品選型
代號 | 通徑 | 液體標準范圍m³/h 可選范圍m³/h 氣體標準范圍m³/h 可選范圍m³/h | ||||||
LU-15 | DN15 | 1~6 0.8~8 | 5~30 5~60 | 蒸汽流量請查看說(shuō)明書(shū)，DN300以上推薦使用 插入式渦街流量計 | ||||
LU-20 | DN20 | 1.2~8 1~15 | 6~50 6~60 | |||||
LU-25 | DN25 | 2~16 1.6~18 | 8~60 8~120 | |||||
LU-32 | DN32 | 2.2~20 1.8~30 | 14~100 14~1 | |||||
LU-40 | DN40 | 2.5~25 2~48 | 18~180 18~310 | |||||
LU-50 | DN50 | 3.5~35 3~70 | 30~300 30~480 | |||||
LU-80 | DN80 | 13~130 10~170 | 70~700 70~1230 | |||||
LU-100 | DN100 | 20~200 15~270 | 100~1000 100~1920 | |||||
LU-125 LU-150 | DN125 DN150 | 30~300 25~450 50~500 40~630 | 150~1500 140~3000 200~2000 200~4000 | |||||
LU-200 | DN200 | 100~1000 80~1200 | 400~4000 320~8000 | |||||
LU-250 | DN250 | 150~1500 120~1800 | 600~6000 550~11000 | |||||
| 代號 | 功能1 | ||||||
N | 無(wú)溫壓補償 | |||||||
Y | 有溫壓補償 | |||||||
| 代號 | 輸出型號 | ||||||
F1 | 4-20mA輸出（二線(xiàn)制） | |||||||
F2 | 4-20mA輸出（三線(xiàn)制） | |||||||
F3 | RS485通訊接口 | |||||||
| 代號 | 被測介質(zhì) | ||||||
J1 | 液體 | |||||||
J2 | 氣體 | |||||||
J3 | 蒸汽 | |||||||
| 代號 | 連接方式 | ||||||
L1 | 法蘭卡裝式 | |||||||
L2 | 法蘭連接式 | |||||||
| 代號 | 功能2 | ||||||
E1 | 1.0級 | |||||||
E2 | 1.5級 | |||||||
T1 | 常溫 | |||||||
T2 | 高溫 | |||||||
T3 | 蒸汽 | |||||||
P1 | 1.6MPa | |||||||
P2 | 2.5MPa | |||||||
P3 | 4.0MPa | |||||||
D1 | 內部3.6V供電 | |||||||
D2 | DC24V供電 | |||||||
B1 | 不銹鋼 | |||||||
B2 | 碳鋼 | |||||||
儀表的正確安裝是保障儀表正常運行的重要環(huán)節，若安裝不當，輕則影響儀表的使用精度，重則會(huì )影響儀表的使用壽命，甚至會(huì )損壞儀表。
（一） 安裝環(huán)境要求：
1． 盡可能避開(kāi)強電設備、高頻設備、強開(kāi)關(guān)電源設備。儀表的供電電源盡可能與這些設備分離。
2． 避開(kāi)高溫熱源和輻射源的直接影響。若必須安裝，須有隔熱通風(fēng)措施。
3． 避開(kāi)高濕環(huán)境和強腐蝕氣體環(huán)境。若必須安裝，須有通風(fēng)措施。
4． 渦街流量?jì)x表應盡量避免安裝在振動(dòng)較強的管道上。若必須安裝，須在其上下游2D處加設管道緊固裝置，并加防振墊，加強抗振效果。
5． 儀表安裝在室內，安裝在室外應注意防水，特別注意在電氣接口處應將電纜線(xiàn)彎成U形，避免水順著(zhù)電纜線(xiàn)進(jìn)入放大器殼內。
6． 儀表安裝點(diǎn)周?chē)鷳摿粲休^充裕的空間，以便安裝接線(xiàn)和定期維護。
（二） 儀表管道安裝要求：
渦街流量?jì)x表對安裝點(diǎn)的上下游直管段有一定要求，否則會(huì )影響介質(zhì)在管道中的流場(chǎng)，影響儀表的測量精度。儀表的上下游直管段長(cháng)度要求見(jiàn)圖
DN為儀表工稱(chēng)口徑 單位:mm
注:調節閥盡可能不安裝在渦街流量?jì)x表的上游,而應安裝在渦街流量?jì)x表的下游10D處。上、下游配管內徑應相同。如有差異，則配管內徑Dp與渦街儀表表體內徑Db,應滿(mǎn)足以下關(guān)系
0.98Db≤Dp≤1.05Db
上、下游配管應與流量?jì)x表表體內徑同心，它們之間的不同軸度應小于0.05Db
儀表與法蘭之間的密封墊，在安裝時(shí)不能凸入管內，其內徑應比表體內徑大1-2mm
測壓孔和測溫孔的安裝設計。被測管道需要安裝溫度和壓力變送器時(shí)，測壓孔應設置在下游3-5D處，測溫孔應設置在下游6-8D處，見(jiàn)圖。D為儀表工稱(chēng)口徑，單位：mm
儀表在在管道上可以水平、垂直或傾斜安裝。
測量氣體時(shí)，在垂直管道安裝儀表，氣體流向不限。但若管道內含少量液體，為了防止液體進(jìn)入儀表測量管，氣流應自下而上流動(dòng)，如圖（四）a所示
測量液體時(shí)，為了保證管內充滿(mǎn)液體，所以在垂直或傾斜管道安裝儀表時(shí)，應該保證液體流動(dòng)方向從下而上。若管道內含少量氣體，為了防止氣體進(jìn)入儀表測量管，儀表應安裝在管線(xiàn)的較低處
如圖所示
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