潍坊亿川电子科技有限公司
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涡街流量计
一、工作原理及流量与频率关系式
1、工作原理
在测量管中垂直插入一个柱状物时，流体通过柱状物两侧就交替地产生有规则的旋涡（如下
图所示），这种旋涡列被称为卡门涡街。卡门涡街的释放频率与流动速度及柱状物的宽状有关。可用下式表示：
f = St • v/d…………………………… (公式1)
式中： f ——卡门涡街的释放频率
St ——系数（称为斯特罗哈数）
v ——流速
d ——柱状物的宽度
2、流量与频率关系式
卡门涡街释放频率f和流速v成正比，因此通过测量卡门涡街释放频率就可算出瞬时流量。
斯特罗哈数是涡街流量计的重要系数。在曲线的S t≈0.17的平直部分，旋涡的释放频率与流
速成正比，所以检出频率f就可求得流速v，由v求出体积流量。即:
L U G B系列涡街流量传感器的旋涡释放频率是由旋涡交替地作用于检测传感器（探头）上的
应力通过在它内部的压电元件来检出的。
二、主要技术性能参数
表一 主要技术性能参数
| 测量介质 | 饱和蒸汽、过热蒸汽、液体、气体 |
| 精度等级 | ±1.0%,±1.5% |
| 测量重复性 | 0.3%， 0.5% |
| 工作压力 | 1.6MPa、2.5Mpa、4.0 Mpa(定制) |
| 流体温度 | （-40℃～150℃），（-40℃～250℃），（-40℃～350℃） |
| 输出信号 | 三线制电压脉冲或二线制4～20mA标准电流 |
| 工作电源 | DC12V,DC24V，锂电池3.6V |
| 工作环境 | 温度：（-25℃～55℃），湿度：＜95% |
| 安装方式 | 水平、垂直、倾斜、倒装（适合于高温蒸汽） |
| 连接方式 | 法兰卡装 |
| 流速范围 | 液体0.5-5m/s，气体（蒸汽）5-50m/s |
三、如何正确选型
仪表的选型是仪表应用中非常重要的工作，要获得准确的测量结果，选型时应注意如下，介质温
度，压力、流量范围及安装环境，其中流量范围的选择尤为重要，流量太小仪表检测不出信号，流量过
大，容易产生噪声。
1、传感器的规格型号应根据被测液体介质工作状态下的体积流量、压力、温度、密度和粘度以及配
套显示仪表来选择。选用的传感器的流量范围应覆盖被测介质工作状态下的体积流量。
2、传感器所测量的流量，是指工作状态下的体积流量。当提供被测介质工作状态下的质量流量或标
准状态下的体积流量时，必须换算成工作状态下的体积流量。同样，提供标准状态下的密度时，也必须
换算成工作状态下的密度。
3、传感器的通径选择
★按照流体管道选择
根据管道内径选择相应通径的传感器。如果被测介质的流量范围在第4条确定的流量范围内，则选择
的传感器是合适的。
★按照被测介质的流量范围选择
根据被测介质的流量，选择表四中相应介质的流量上限值对应通径的传感器，然后按照第4条提供的方法确定小流量。如果符合被测介质的流量范围，则选择的传感器是合适的。
如果不符合上述要求，应重选其他通径的传感器，使其满足被测介质的流量范围。当两种通径的传
感器都可以选用时，应选用通径小的传感器。
4、确定被测介质的流量范围
★流量可采用表四中的流量上限值；
★最小流量一般确定方法如下：
1) 根据被测介质工作状态下的密度ρ计算最小流量:
式中：Q0—表四中给出的流量下限值（m3/h）
ρ0—参比密度，液体ρ0=1000Kg/m3
气体ρ0=1.293Kg/m3
ρ—被测介质工作状态下的密度（Kg/m3）
2）根据被测介质工作状态下的运动粘度γ计算最小流量：
QVγmin = 30Dγ(m3/h) …………………………………公式（4）
式中：D — 传感器的内径（m）；
γ—工作状态下的运动粘度（cst）
3) 比较QVρmin和QVγmin大小，取大值为最小流量。
表二饱和水蒸汽密度表（以压力为准-压力为压力）
| 压力 3 kg/cm | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 5.0 | 6.0 | 7.0 | 8.0 | 9.0 | 10.0 |
| 温度℃ | 99.1 | 119.6 | 132.9 | 142.9 | 151.1 | 158.1 | 164.2 | 169.6 | 174.5 | 179.0 |
| 密度 3 kg/m | 0.579 | 1.107 | 1.618 | 2.120 | 2.614 | 3.104 | 3.591 | 4.075 | 4.556 | 5.037 |
| 压力 3 kg/cm | 11.0 | 12.0 | 13.0 | 14.0 | 15.0 | 16.0 | 17.0 | 18.0 | 19.0 | 20.0 |
| 温度℃ | 183.2 | 187.1 | 190.7 | 194.1 | 197.4 | 200.4 | 203.4 | 206.2 | 208.8 | 211.4 |
| 密度 3 kg/m | 5.616 | 5.996 | 6.474 | 6.952 | 7.431 | 7.909 | 8.389 | 8.868 | 9.349 | 9.803 |
表三 常用气体密度表
| 气体名称 | 0℃ 3 760mmHg(kg/m ) | 20℃ 3 760mmHg(kg/m ) | 气体名称 | 0℃ 3 760mmHg(kg/m ) | 20℃ 3 760mmHg(kg/m ) |
| 干空气 | 1.2928 | 1.205 | 乙炔 | 1.1717 | 1.091 |
| 氮气 | 1.2506 | 1.165 | 甲烷 | 0.7167 | 0.668 |
| 氢气 | 0.0898 | 0.084 | 乙烷 | 1.3567 | 1.263 |
| 氧气 | 1.4298 | 1.331 | 丙烷 | 2.005 | 1.867 |
| 氯气 | 3.214 | 3.00 | 乙烯 | 1.2604 | 1.174 |
| 氨气 | 0.771 | 0.719 | 丙烯 | 1.914 | 1.784 |
| 一氧化碳 | 1.2504 | 1.165 | 二氧化碳 | 1.977 | 1.842 |
表四 参比流量范围
四、传感器的
传感器安装时包括表体、垫片、法兰和双头螺栓，采用法兰卡装式，可安装在水平、垂直管道上。
1、安装的注意事项
★流体流向必须与传感器表体上的流向标志保持一致;
★安装传感器时，在电焊法兰或管道过程中，传感器不在管道上，以免电焊时管道温度过高损坏传
感器的电子放大电路；
★传感器两边的法兰必须保持平行，并且与管道同心，否则容易泄漏和影响计量精度。
2、对管道振动的要求
首先在选择传感器安装场所时尽量注意避开振动源。如在空压机出口处振动较强，不能安装传感
器，应安装在储气罐之后；其次采用弹性软管连接，在小口径中可以考虑。第三，加装管道支撑物减
震，如在传感器上下游2D处分别设置紧固装置并加防震垫。第四，采用防振放大板。
3、安装对环境的要求
★传感器可在露天场所使用，其外壳防护等级为IP65。
★安装传感器周围须有充裕的空间，有照明灯和电源插座，以便安装接线和定期维护。
★电气安装应避免强烈的外磁场干扰和电噪声，布线时应远离大功率变电器、电动机、强功率电源
线等，屏蔽电缆线尽量用单独金属套管保护，不要与动力电源线并排布线。
★对于防爆型产品，应根据防爆标志复核其使用环境是否与防爆要求规定相符，且在使用过程中，
用户不得自行更改防爆系统接线方式，也不得随意打开仪表。
4、传感器在水平管道的侧装
无论测量何种流体，传感器可以在水平管道上侧装。特别是测量过热蒸汽、饱和蒸汽和高温液体，
若条件允许采用侧装，这样流体的温度对放大器的影响较小。
5、传感器在水平管道的倒装
一般情况下不推荐用此安装方法。此安装方法不适用于测量一般气体，可用于测量饱和蒸汽，适用
于测量高温气体和需经常清洗管道的情况，也可倾斜45°或60°安装。
6、对旁通管的要求
在需清洗的管道上或所安装传感器的管道内的流体不能为检修传感器而停供的情况下，可以安装旁
通管，如下图所示。
7、传感器带温压外补偿时的安装位置
压力变送器安装使用步骤：
1)、在用户管道上开Φ12小孔（该尺寸无严格要求）；
2)、焊接内螺纹短管；
3)、依次旋上阀门（带有球阀时），冷凝管；
4)、使用时，关上阀门，将冷凝管注满水，旋上压力变送器；
（这样可以保护压变不被高温介质损坏）。
5)、运行时，打开阀门。
8、对上下游直管段的要求
为了确保仪表正常、准确运行，传感器安装点上下游必须有一定的直管段，用于减弱消除不良漩涡
以调整流场，前后直管段要求如下：
★同心收缩全开闸阀时，传感器上游要有15D长直管段
★扩管时，传感器上游要有25D长直管段
★一个90°弯头，传感器上游要有20D长直管段
★同一个平面2个90°弯头，传感器上游要有25D长直管段
★不同平面2个90°弯头，传感器上游要有40D长直管段
★有调节阀时，传感器上游要有50D长直管段
以上是对上游直管段的要求，传感器下游只要有5D长直管段，D为传感器口径
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