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渦街流量計原理
一、渦街流量計原理
在流體中設置三角柱型旋渦發生體，則從旋渦發生體兩側交替地產生兩列有規則的旋渦，這種旋渦稱為卡門渦街，如圖(一)所示。
在漩渦發生體中裝入電容檢測探頭或壓電檢測探頭及相應匹配電路，即可構成電容檢測式渦街流量/傳感器或壓電檢測式渦街流量傳感器。
圖(一)旋渦列在旋渦發生體下游非對稱地排列。設旋渦的發生頻率為f，被測介質來流的平均速度為V，旋渦發生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，根據卡曼渦街原理，有如下關系式:
f=St.V/〔（1-1.25d/D）d〕
式中：f－發生體一側產生的卡門旋渦頻率
St－斯特羅哈爾數
V－流體的平均流速
d－柱體流面寬度
D-管道內徑
圖（二）在曲線表中St＝0.17的平直部分，漩渦的釋放頻率與流速成正比,即為渦街流量傳感器測量范圍度。只要檢測出頻率f就可以求得管內流體的流速，由流速V求出體積流量。
Q＝3600f/K或M=ρ3600 f/K
式中：K＝儀表常數（1/m³）。
M=質量流量
Q＝體積流量（m³/h）
ρ=介質密度（kg/m³）
F=頻率Hz
二、渦街流量計技術參數
公稱通徑(mm) | 15,20,25,32,40,50,65,80,100,125,150,200,250,300,(300～1000插入式) |
公稱壓力(MPa) | DN15-DN200 4.0(>4.0協議供貨)，DN250-DN300 1.6(>1.6協議供貨) |
介質溫度(℃) | 壓電式：-40～260，-40～320；電容式： -40～300, -40～400，-40～450（協議訂貨） |
本體材料 | 1Cr18Ni9Ti，(其它材料協議供貨) |
允許振動加速度 | 壓電式:0.2g 電容式:1.0～2.0g |
度 | ±1%R，±1.5%R，±1FS；插入式：±2.5%R，±2.5%FS |
范圍度 | 1：6～1：30 |
供電電壓 | 傳感器：+12V DC，+24V DC；變送器：+12V DC ，+24V DC；電池供電型：3.6V電池 |
輸出信號 | 方波脈沖(不包括電池供電型)：高電平≥5V，低電平≤1V；電流：4～20mA |
壓力損失系數 | 符合JB/T9249標準 Cd≤2.4 |
防爆標志 | 本安型：ExdⅡia CT2-T5隔爆型：ExdⅡCT2-T5 |
防護等級 | 普通型IP65 潛水型 IP68 |
環境條件 | 溫度-20℃～55℃，相對濕度5%～90%，大氣壓力86～106kPa |
適用介質 | 氣體、液體、蒸汽 |
傳輸距離 | 三線制脈沖輸出型：≤300m，兩線制標準電流輸出型 (4～20mA)：負載電阻≤750Ω |
三、產品選型
1.參比條件下渦街流量傳感器工況流量范圍表
1）．氣體：常溫常壓空氣，t=20℃，P=0.1MPa（絕壓），ρ=1.205 kg/m3，υ=15×10-6 m2/s。
2）．液體：常溫水，t=20℃，ρ=998.2kg/m3，υ=1.006×10-6m2/s。
儀表口徑(mm) | 液體 | 氣體 | ||
測量范圍(m3/h) | 輸出頻率范(Hz) | 測量范圍(m3/h) | 輸出頻率范圍(Hz) | |
15 | 0.3～6 |
| 2.2～25 |
|
20 | 0.6～12 |
| 4～50 |
|
25 | 1.2～16 | 25～336 | 8.8～55 | 190～1140 |
32 | 1.6～30 |
| 18～130 |
|
40 | 2～40 | 10～200 | 27～205 | 140～1040 |
50 | 3～60 | 8～160 | 35～380 | 94～1020 |
65 | 5～100 |
| 60～700 |
|
80 | 6.5～130 | 4.1～82 | 86～1100 | 55～690 |
100 | 15～220 | 4.7～69 | 133～1700 | 42～536 |
125 | 25～340 |
| 240～2800 |
|
150 | 30～450 | 2.8～43 | 347～4000 | 33～380 |
200 | 45～800 | 2～31 | 560～8000 | 22～315 |
250 | 65～1250 | 1.5～25 | 890～11000 | 18～221 |
300 | 95～2000 | 1.2～24 | 1360～18000 | 16～213 |
(300) | 100～1500 | 5.5～87 | 1560～15600 | 85～880 |
(400) | 180～3000 | 5.6～87 | 2750～27000 | 85～880 |
(500) | 300～4500 | 5.6～88 | 4300～43000 | 85～880 |
(600) | 450～6500 | 5.7～89 | 6100～61000 | 85～880 |
(800) | 750～10000 | 5.7～88 | 11000～110000 | 85～880 |
(1000) | 1200～1700 | 5.8～88 | 17000～170000 | 85～880 |
>(1000) | 協議 |
| 協議 |
|
注：表中(300)～(1000)口徑為插入式
四、產品型譜
型 譜 | 說 明 | ||||||||
HPLU |
| 渦街流量儀表 | |||||||
G |
| 傳感器 | |||||||
檢測 方式 |
| B |
| 壓電式傳感器 | |||||
E |
| 電容式傳感器 | |||||||
通徑 | DN | 15～1000 | 單位：mm | ||||||
連接方式 |
| 1 | 僅對滿管型 | 法蘭連接型 | |||||
2 | 僅對滿管型 | 法蘭卡裝型 | |||||||
3 | 僅對插入型 | 簡易插入型 | |||||||
4 | 僅對插入型 | 球閥插入型 | |||||||
測量介質 |
| 2 |
| 液體 | |||||
3 |
| 氣體 | |||||||
4 |
| 蒸汽 | |||||||
使用環境 |
| P |
| 普通型 | |||||
B |
| 防爆型 | |||||||
輸出信號 |
| 1 |
| 脈沖輸出 | |||||
2 |
| 24V,4～20mA電流輸出，液晶顯示 | |||||||
3 |
| RS-485通訊 | |||||||
4 |
| 電池供電，不帶溫度、壓力補償 | |||||||
5 |
| 溫壓補償一體，24V,4～20mA電流輸出型 | |||||||
6 |
| 溫壓補償一體，電池供電型 | |||||||
選型 說明 | 例如： HLUGE-DN5024P2 滿管型電容式渦街流量儀表,儀表通徑為DN50，法蘭卡裝型連接 介質為蒸汽,普通型，24V，4～20mA電流信號輸出，液晶顯示 | ||||||||
五、渦街流量計安裝要求：
1、渦街流量計可安裝在室內或室外。如安裝在地井里，且有水淹的可能，應選擇潛水型傳感器或變送器。
2、渦街流量計在管道上可以水平，垂直或傾斜安裝，但當測量液體時，管道內必須充滿液體。因此在垂直或傾斜管道上安裝渦街流量計，液體的流動方向應自下向上。
3、渦街流量計的上游側和下游側應留有較長的直管段，要求的上下游直管段長度隨管道狀況不同而異。渦街流量計的上游應盡量避免安裝調節閥或半開閥門，應將調節閥或半開閥門安裝在流量計下游5D以后。
4、安裝渦街流量計的管道內徑必須與流量計內徑一致，否則必須變徑。
5、在設計管道時，傳感器或變送器的上端zui少應留500mm的空間，以方便調試和檢修。
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