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智能渦街流量計(jì)

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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)下和工況下的絕對(duì)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SDLU改進(jìn)型渦街流量傳感器，因其獨(dú)特的結(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，往往最大流量遠(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最佳工作段，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)采用微功耗高新技術(shù)，采用鋰電池供電可不間斷運(yùn)行一年以上，江蘇中儀自動(dòng)化儀表有限公司節(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㎡/h HK-LU-25 DN25 1~10(液體) 25~60（氣體）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) HK-LU-32 DN32 1.5~18(液體) 15~150（氣體） HK-LU-40 DN40 2.2~27(液體) 22.6~150（氣體） HK-LU-50 DN50 4~55(液體) 35~350（氣體） HK-LU-80 DN80 9~135(液體) 90~900（氣體） HK-LU-100 DN100 14~200(液體) 140~1400（氣體） HK-LU-150 DN150 32~480(液體) 300~3000（氣體） HK-LU-200 DN200 56~800(液體) 550~5500（氣體）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通訊接口代號(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 碳鋼渦街流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn) HK-LU-智能渦街流量計(jì)的最大優(yōu)點(diǎn)是自動(dòng)化抗振性能特別好，無(wú)零點(diǎn)漂移，可靠性高。通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間對(duì)渦街流量計(jì)進(jìn)行的大量波形分析和頻譜分析，富沃得設(shè)計(jì)出了最佳的探頭形狀、壁厚，高度、探頭桿直徑及與之相配套的壓電晶體，采用先進(jìn)的數(shù)控車(chē)床進(jìn)行加工，確保加工的同軸度和光潔度等技術(shù)參數(shù)，配合特殊的工藝處理，從而最大限度的克服渦街流量計(jì)存在的固有自振蕩頻率對(duì)信號(hào)的影響這個(gè)通病。這是富沃得公司在制作渦街流量計(jì)方面的技術(shù)獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，使得富沃得公司出廠(chǎng)的渦街流量計(jì)具有量好的抗振動(dòng)能力。 ②FFM63系列智能渦街流量計(jì)的傳感器的通用性很強(qiáng)，從而使傳感器具有良好的互換性采用先進(jìn)數(shù)控設(shè)備加工傳感器的表體和旋渦發(fā)生體等，確保加工精度，從而使零部件（特別是旋渦發(fā)生體）的通用性強(qiáng)，從而真正做到不會(huì)因零部件的更換而影響傳感器的重復(fù)性和精度；能產(chǎn)生強(qiáng)大而穩(wěn)定的渦街信號(hào)。 ③結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固，無(wú)可動(dòng)部件，可靠性高，使用維護(hù)方便。 ④檢測(cè)元件不與介質(zhì)接觸，性能穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng) 傳感器采用檢測(cè)探頭與旋渦發(fā)生體分開(kāi)安裝，而且耐高溫的壓電晶體密封在檢測(cè)探頭內(nèi)，不與被測(cè)介質(zhì)接觸，所以FFM63系列渦街流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通用性好和穩(wěn)定性高的特點(diǎn)。 ⑤輸出與流量成正比的脈沖信號(hào)或模擬信號(hào)，無(wú)零點(diǎn)漂移，精度高，方便與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng) ⑥測(cè)量范圍寬，量程比可達(dá)1：10 ⑦渦街流量計(jì)測(cè)量體積流量時(shí)不需補(bǔ)償，渦街輸出的信號(hào)實(shí)際上是與流速成線(xiàn)性關(guān)系的，也就是與體積流量成正比。壓力和溫度補(bǔ)償?shù)哪康氖菫榱说玫搅黧w的密度，乘以體積流量就得到質(zhì)量流量，若測(cè)量氣體的體積流量就不需要補(bǔ)償了。 ⑧壓力損失小。用口徑DN50的渦街流量計(jì)測(cè)量可燃?xì)怏w的流量，若管道內(nèi)的最大流量Qmax ＝200m3/h時(shí)，傳感器的壓力損失是：△P ＝1.08×10-6 ρv2（kPa）= 0.605 KPa ⑨在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，流量特性不受流體壓力、溫度、黏度、密度、成分的影響，僅是與旋渦發(fā)生體的形狀和尺寸有關(guān)。 ⑩應(yīng)用范圍廣，蒸汽、氣體、液體流量均可測(cè)量。

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